
近日,材料与化学工程学院张永辉教授团队在国际知名学术期刊《Adv. Funct. Mater.》(中科院一区TOP期刊,影响因子19.0)发表题名为“Bioinspired Rod-in-Hollow-Tube Structure with Linear Contact MoO3@NiMoO4Interface Boosting Charge Transfer and Surface Reactivity for Enhanced Triethylamine Sensing”(《基于仿棒中空心管结构的MoO3@NiMoO4线性接触界面:强化电荷转移与表面反应性,实现高效三乙胺传感》)的研究论文。材料与化学工程学院2023级研究生马良玉为第一作者,张永辉教授、杨玄宇研究员为论文通讯作者,郑州轻工业大学为第一单位。
针对传统气体传感材料在传质效率低、界面协同不足、反应活性有限以及选择性不强等方面的瓶颈,研究团队受自然界植物维管束高效传质与界面交换机制启发,成功构筑了仿生“管中杆”MoO3@NiMoO4异质结构。该材料通过形成有序、高曲率的线接触异质界面,显著提升了电荷传输与表面反应动力学,精准调控界面结构和传质路径,实现了气体吸附、电子迁移和氧活化的协同强化。该传感器在210 °C下对50 ppm三乙胺的响应达到513.5 ± 3.8,响应/恢复时间仅为7/51 s,检测限低至137 ppb。在鱼类新鲜度监测中发现,以100 g淡水鱼为对象,储存15天后传感器响应在25 °C条件下由1.8增至45.1,在4 °C条件下由1.6增至23.3,显示出良好的实时预警能力。该成果为高性能气体传感器设计提供了新的仿生思路,也展现出其在环境监测与食品安全领域的应用潜力。
此项研究成果得到了国家自然科学基金、河南省重点研发专项、河南省优青、河南省高校重点科研项目计划基础研究专项等项目资助和支持。
文章链接:http://doi.org/10.1002/adfm.75890