中山大学吴进《Mater. Horiz.》:水凝胶基可拉伸、室温工作的NO2传感器及机理
当前,由于健康监测、消费电子和物联网等领域的快速发展和迫切需求,便携式和可穿戴式电子器件引起了越来越多的研究兴趣。其中,气体传感器在环境/健康监测、危险预警等方面具有重要意义。例如,10-6浓度(ppm)量级的二氧化氮(NO2)气体就会损害人体的呼吸系统,且 NO2气体会引发酸雨,危及自然生态与人类健康。传统的气敏材料(例如氧化物半导体)由于缺乏可拉伸性和透明性,以及工作时需要高温条件,因而难以满足可穿戴和柔性电子产品日益增长的需求。
图1 (a)水凝胶的可拉伸性。(b) 水凝胶具有保湿抗冻性。(c) 金属电极对传感器性能具有显著影响。(d) 将传感器用于NO2报警。
图4 DN水凝胶基NO2传感器的传感性能。
图6 水凝胶NO2传感器的长期气敏性能、在变形状态下的气敏性能以及相对湿度的影响。
图7 将水凝胶NO2传感器进行报警演示。
论文信息:
Y. Wei, H. Wang, Q. Ding, Z. Wu, H. Zhang, K. Tao, X. Xie and J. Wu*, Hydrogel- and organohydrogel-based stretchable, ultrasensitive, transparent, room-temperature and real-time NO2 sensors and the mechanism. Mater. Horiz., 2022, 9, 1921-1934.
论文链接:
https://doi.org/10.1039/D2MH00284A
相关研究工作:
1. Ultrastretchable, High-performance, and Crosstalk-free Proximity and Pressure Bimodal Sensor Based on Ionic Hydrogel Fibers for Human-Machine Interfaces. Materials Horizons 2022, 9, 1935–1946.
2. Self-healing, Self-adhesive and Stable Organohydrogel based Stretchable Oxygen Sensor with High-performance at Room Temperature. Nano-Micro Letters 2022, 14:52. DOI: 10.1007/s40820-021-00787-0.
3. Deformable, Transparent, High-performance, Room-Temperature Oxygen Sensors Based on Ion-Conductive, Environment-Tolerant and Green Organohydrogels. Ecomat 2022, e12220, DOI:10.1002/eom2.12220
4. Self-healable, recyclable, ultrastretchable and high-performance NO2 sensor based on organohydrogel for wireless, room temperature and below operation. SmartMat 2022, DOI: 10.1002/smm2.1141
5. Ion-Conductive Hydrogel based Stretchable, Self-healing and Transparent NO2 Sensor with High Sensitivity and Selectivity at Room Temperature. Small 2021, 17, 2104997. DOI: 10.1002/smll.202104997
6. Ultrasensitive, stretchable, and transparent humidity sensor based on ionconductive double-network hydrogel thin-films. Science China Materials 2022, 65(1) https://doi.org/10.1007/s40843-021-2022-1
相关进展
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