研究透视:Adv Mater-构建稳健气体传感阵列的仿生粘合剂

科技工作者之家 2021-10-13

气体传感器是至关重要在空气中的质量监控,其广泛应用于食品安全性评估,医疗诊断,和工业安全。特别是,基于分子的气体传感器因其量身定制的分子结构和可控功能而引起了极大的兴趣。然而,大多数气体传感器仍然存在弱且不稳定的界面附着力,因此导致传感材料容易开裂或剥落,从而导致传感响应损失。

中国科学院受天然嗅觉系统的结合锚定识别特征的启发,提出了一种粘合剂集成剂 (AIA) 策略,将粘合剂单元(聚(二甲基硅氧烷),PDMS)与传感单元(有机铂(II),Pt-L)整合为一个化学实体(表示为作为 PDMS-Pt-L) 用于构建坚固且灵敏的纳米带阵列气体传感器(图 1b)。得益于传感单元的气体桥接超交换 (SE) 电子耦合,阵列传感器具有高效的灵敏度、可逆的响应恢复和对乙醇气体的良好选择性。粘合剂单元的结合使传感器阵列能够高达≈7.05 × 106 N m−2的高剪切强度强力粘附到支撑基板上。这些特性使设计的传感器具有出色的机械和传感鲁棒性,可抵抗强超声波、胶带剥离和反复弯曲,显示出在复杂环境中稳定可靠的气体监测的巨大潜力。这种分子工程策略为开发强大的气体传感器开辟了新的指导方针。

图 1. 基于 AIA 策略的极其坚固的气体传感器的仿生设计。

图 3. 纳米带阵列的粘附强度和机理。

图 5. PDMS-Pt-L 传感器的机械和气体传感稳健性。

相关论文以题为A Bioinspired Adhesive-Integrated-Agent Strategy for Constructing Robust Gas-Sensing Arrays发表在《Adv. Mater.》上。通讯作者是中国科学院王树涛教授、 陈勇教授。

文献链接:doi.org/10.1002/adma.202106067

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本文转载自“高分子材料科学”。

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