柔性傳感器以及可穿戴式設(shè)備已經(jīng)成為了近期的研究熱點(diǎn)，生物電信號(hào)、溫度、以及汗液傳感器已經(jīng)被研究人員廣泛研究。而與柔性可穿戴氣體傳感器相關(guān)的研究還較少，主要的阻礙包含氣敏材料對(duì)工作溫度的要求，氣體響應(yīng)信號(hào)與應(yīng)變產(chǎn)生噪音的剝離，以及對(duì)氣體的快速響應(yīng)與恢復(fù)。目前大部分氣敏電阻式氣體傳感器的工作溫度較高，能耗較大，且制備的工藝較復(fù)雜。

性傳感器以及可穿戴式設(shè)備已經(jīng)成為了近期的研究熱點(diǎn)，生物電信號(hào)、溫度、以及汗液傳感器已經(jīng)被研究人員廣泛研究。而與柔性可穿戴氣體傳感器相關(guān)的研究還較少，主要的阻礙包含氣敏材料對(duì)工作溫度的要求，氣體響應(yīng)信號(hào)與應(yīng)變產(chǎn)生噪音的剝離，以及對(duì)氣體的快速響應(yīng)與恢復(fù)。目前大部分氣敏電阻式氣體傳感器的工作溫度較高，能耗較大，且制備的工藝較復(fù)雜。

**，表征了MoS2@rGO復(fù)合納米材料的微觀結(jié)構(gòu)與氣敏特性。MoS2@rGO復(fù)合納米材料的制備應(yīng)用了溶劑熱法，在二維片層的rGO上原位生長(zhǎng)MoS2納米粒子，并在反應(yīng)溶劑無(wú)水乙醇的體系中添加不同尺寸的氯化鈉晶體顆粒，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所形成MoS2@rGO復(fù)合納米材料的形貌控制（圖1）。這是因?yàn)槁然c晶體不溶于乙醇，卻能溶于水，隨著添加氯化鈉晶體的尺寸逐漸變小，MoS2@rGO復(fù)合材料的尺寸也隨著溶劑中氯化鈉晶體顆粒間的空間變小而變小，**制備得到的MoS2@rGO復(fù)合物比表面積相應(yīng)提高。

圖1. MoS2@rGO復(fù)合納米材料的制備方法與微觀結(jié)構(gòu)。a) 合成過(guò)程示意圖，b-d) 不同尺寸的MoS2@rGO復(fù)合納米材料的掃描電子顯微鏡照片。

通過(guò)球磨法調(diào)控氯化鈉晶體尺寸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MoS2@rGO復(fù)合納米材料的可控制備。將該氣敏材料滴在叉指電極上，氣體傳感器的信號(hào)噪音比隨著MoS2@rGO復(fù)合材料的尺寸變小而從22.4提高到60.4（圖2），歸功于更為精細(xì)的納米材料與電極可以形成更好的接觸。

圖2.不同尺寸的MoS2@rGO復(fù)合納米材料對(duì)1ppm二氧化氮的響應(yīng)。a) 合成過(guò)程中未添加氯化鈉晶體，b）合成過(guò)程中添加未研磨的氯化鈉晶體，c）合成過(guò)程中添加了經(jīng)過(guò)研磨的氯化鈉晶體，d）合成過(guò)程中添加了經(jīng)過(guò)研磨的超精細(xì)氯化鈉晶體。

隨后，將MoS2@rGO復(fù)合納米材料滴在利用紫外激光切割而成的聚酰亞胺/金叉指電極，將電極整合在柔軟的Ecoflex基底上并將電極通過(guò)蛇形蜿蜒的導(dǎo)電層連接至萬(wàn)用表，從而制備了柔性可拉伸氣體傳感器。該柔性傳感器可以適應(yīng)各種彎曲表面，并能承受20%的拉伸應(yīng)變（圖3）, 同時(shí)在拉伸的狀態(tài)下能獲得更低的檢測(cè)限（5.6 ppb）。

圖3.基于MoS2@rGO復(fù)合納米材料的柔性氣體傳感器可以適應(yīng)不同的形變（圖a-c）并避免在形變中出現(xiàn)損壞，**可以承受20%的拉伸應(yīng)力（圖d），并且在拉伸的狀態(tài)下具有更低的檢測(cè)限（圖e）。

最后，為了簡(jiǎn)化氣體傳感器的結(jié)構(gòu)，使用了激光誘導(dǎo)石墨烯同時(shí)作為電極材料和加熱器，制備了基于MoS2@rGO復(fù)合納米材料的NO2傳感器。激光誘導(dǎo)石墨烯可以較為方便的通過(guò)CO2激光燒蝕商用聚酰亞胺薄膜制備，隨后選擇性的在激光誘導(dǎo)石墨烯局部滴加納米銀墨水和MoS2@rGO復(fù)合納米材料完成柔性氣體傳感器的制備。通過(guò)控制激光誘導(dǎo)石墨烯的幾何尺寸來(lái)調(diào)控傳感器的性能，當(dāng)其長(zhǎng)度為2 mm，寬度為75ｕm時(shí)，所制備的氣體傳感器能夠在外接測(cè)量電路時(shí)自加熱到60 ℃，**加快氣體傳感器的響應(yīng)和恢復(fù)速度，并且維持極為出色的信號(hào)噪音比（1026.9）。

圖4.基于MoS2@rGO復(fù)合納米材料的柔性氣體傳感器可以適應(yīng)不同的形變（圖a-c）并避免在形變中出現(xiàn)損壞，**可以承受20%的拉伸應(yīng)力（圖d），并且在拉伸的狀態(tài)下，具有更低的檢測(cè)限(圖e)。

西安齊岳生物供應(yīng)層狀二硫化鉬—石墨烯電極材料；AuNPs-MoS2納米復(fù)合材料；氨基化二硫化鉬的MoS2-NH2；活化脂化二硫化鉬的MoS2-NHS；巰基化二硫化鉬的MoS2-SH；馬來(lái)酰亞胺化二硫化鉬的MoS2-MAL；炔基修飾二硫化鉬的MoS2-Alkyne；普魯士藍(lán)立方塊/二硫化鉬納米復(fù)合材料；AuNPs-MoS2-rGO納米復(fù)合材料；熒光二硫化鉬納米片；牛血清蛋白(BSA)修飾的葉酸(FA)；硫辛酸修飾二硫化鉬MoS2-LA；負(fù)載阿霉素的硫化鉬納米鉬片層DOX-MoS2；功能化二硫化鉬/聚酰胺復(fù)合材料PA-g-MoS2等。

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zzj 2021.4.1