從傳統(tǒng)室內(nèi)廠房氣體監(jiān)測到智能家居和可穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域，氣敏傳感器正在扮演著越來越重要的角色，其中金屬氧化物（MOX）化學電阻型氣敏傳感器由于其制作工藝簡單、成本低廉、穩(wěn)定耐用而受到廣泛關(guān)注，但是該類傳感器對單一氣體的選擇性檢測性能較差，如何解決這一瓶頸問題成為氣敏傳感器研究的熱點之一。
在國家自然科學基金、福建省杰出青年基金等項目資助下，中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室研究員徐剛和助理研究員姚明水組成的團隊在MOX-金屬有機骨架(MOFs)復合高效氣敏材料研究方面取得進展。
該課題組提出了一種獲得高效復合氣敏材料的新思路：將多孔的疏水MOF包裹在ZnO納米線表面，其中MOF材料起到了抵抗?jié)穸葎側(cè)牒痛呋鰪奪nO氣敏性能的作用，而ZnO材料承擔氣敏反應(yīng)中心和電學信號傳輸?shù)淖饔?。這兩種材料在結(jié)構(gòu)上的結(jié)合實現(xiàn)了其性能上的協(xié)同提升。通過研究不同厚度MOF薄膜包裹的ZnO@MOF納米線的陣列，研究人員發(fā)現(xiàn)新材料在相對濕度從0%變化到90%的過程中，氣敏響應(yīng)僅波動7.4%，遠優(yōu)于純ZnO材料高達32%的數(shù)值；檢測限和響應(yīng)值分別提升了100和20倍；最佳操作溫度下降120oC，并且響應(yīng)恢復速度均有大幅度提升。這種將MOF薄膜材料與納米結(jié)構(gòu)材料結(jié)合的策略，不但有望成為提升傳統(tǒng)氣敏材料綜合性能的一種普適性方法，而且為傳統(tǒng)納米材料的研究帶來新的思路。
相關(guān)成果已發(fā)表在《先進材料》（Adv.Mater.,2016, 28 (26), 5229-5234, DOI: 10.1002/adma.201506457）上。該工作還受到Wiley-Materials Views China和X-MOL等學術(shù)平臺的關(guān)注和報道。
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