Small Methods:零至三维纳米传感材料的发展:气体传感器“结构-性能-应用”关系概述

气体传感器在不同场景的应用需求日益增长,推动了先进气体敏感材料的研究。近年来,关于低维气敏材料微纳结构的报道层出不穷,不同维度材料的表面化学和电学特性对气体传感器的传感性能起到至关重要的影响,表现出了独特的优势。通过研究不同敏感材料的结构特点,能够对气体传感器性能的提升和应用的拓展提供有利支持。

吉林大学电子科学与工程学院张彤教授团队总结了近期零至三维敏感材料微纳结构的发展及“结构-性能-应用”关系,文章的第一作者为周婷婷博士。该综述详细介绍了气体传感器的敏感原理和气敏性能的评估方法。作者将敏感材料从维度上进行划分,分别讨论了零、一、二和三维纳米材料结构和气敏特性的关系,材料体系包括贵金属、金属氧化物、碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫化物、g-C3N4、MXene等。通过列举国内外代表性的研究工作,对现阶段不同敏感材料的设计策略、性能调控方法以及传感机理进行了总结。从环境污染气体监测、人体呼出气体分析、食品质量安全评估以及柔性电子器件设计四个方面介绍了气体传感器的发展趋势以及应用前景。最后,针对气体传感器的研究现状,提出了目前在研究和应用中面临的问题和挑战。这篇综述可作为了解气体传感器研究现状和开展应用研究的一个重要参考。

该工作的第一作者为周婷婷,2020年博士毕业入选吉林大学首批“鼎新学者”博士后支持计划,2021年分别获得国家自然科学基金-青年科学基金项目和中国博士后科学基金第69批面上项目资助,研究方向为微纳传感材料与气体传感器。本文的通讯作者为张彤教授,博士生导师,全国百篇优秀博士论文指导教师,“长白山”学者,宝钢优秀教师获得者,研究方向为微纳传感材料与传感器。发表SCI检索论文260余篇,SCI他引10000多次。该论文研究成果获得国家自然科学基金委重点国际(地区)合作与交流项目的支持。

论文信息:

Recent Progress of Nanostructured Sensing Materials from 0D to 3D: Overview of Structure–Property-Application Relationship for Gas Sensors

Tingting Zhou, Tong Zhang*

Small Methods

DOI:10.1002/smtd.202100515

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202100515