柔性传感器以及可穿戴式设备已经成为了近期的研究热点,生物电信号、温度、以及汗液传感器已经被研究人员广泛研究。而与柔性可穿戴气体传感器相关的研究还较少,主要的阻碍包含气敏材料对工作温度的要求,气体响应信号与应变产生噪音的剥离,以及对气体的快速响应与恢复。目前大部分气敏电阻式气体传感器的工作温度较高,能耗较大,且制备的工艺较复杂。
性传感器以及可穿戴式设备已经成为了近期的研究热点,生物电信号、温度、以及汗液传感器已经被研究人员广泛研究。而与柔性可穿戴气体传感器相关的研究还较少,主要的阻碍包含气敏材料对工作温度的要求,气体响应信号与应变产生噪音的剥离,以及对气体的快速响应与恢复。目前大部分气敏电阻式气体传感器的工作温度较高,能耗较大,且制备的工艺较复杂。
**,表征了MoS2@rGO复合纳米材料的微观结构与气敏特性。MoS2@rGO复合纳米材料的制备应用了溶剂热法,在二维片层的rGO上原位生长MoS2纳米粒子,并在反应溶剂无水乙醇的体系中添加不同尺寸的氯化钠晶体颗粒,可以实现对所形成MoS2@rGO复合纳米材料的形貌控制(图1)。这是因为氯化钠晶体不溶于乙醇,却能溶于水,随着添加氯化钠晶体的尺寸逐渐变小,MoS2@rGO复合材料的尺寸也随着溶剂中氯化钠晶体颗粒间的空间变小而变小,**制备得到的MoS2@rGO复合物比表面积相应提高。
图1. MoS2@rGO复合纳米材料的制备方法与微观结构。a) 合成过程示意图,b-d) 不同尺寸的MoS2@rGO复合纳米材料的扫描电子显微镜照片。
通过球磨法调控氯化钠晶体尺寸,从而实现对MoS2@rGO复合纳米材料的可控制备。将该气敏材料滴在叉指电极上,气体传感器的信号噪音比随着MoS2@rGO复合材料的尺寸变小而从22.4提高到60.4(图2),归功于更为精细的纳米材料与电极可以形成更好的接触。
图2.不同尺寸的MoS2@rGO复合纳米材料对1ppm二氧化氮的响应。a) 合成过程中未添加氯化钠晶体,b)合成过程中添加未研磨的氯化钠晶体,c)合成过程中添加了经过研磨的氯化钠晶体,d)合成过程中添加了经过研磨的超精细氯化钠晶体。
随后,将MoS2@rGO复合纳米材料滴在利用紫外激光切割而成的聚酰亚胺/金叉指电极,将电极整合在柔软的Ecoflex基底上并将电极通过蛇形蜿蜒的导电层连接至万用表,从而制备了柔性可拉伸气体传感器。该柔性传感器可以适应各种弯曲表面,并能承受20%的拉伸应变(图3), 同时在拉伸的状态下能获得更低的检测限(5.6 ppb)。
图3.基于MoS2@rGO复合纳米材料的柔性气体传感器可以适应不同的形变(图a-c)并避免在形变中出现损坏,**可以承受20%的拉伸应力(图d),并且在拉伸的状态下具有更低的检测限(图e)。
最后,为了简化气体传感器的结构,使用了激光诱导石墨烯同时作为电极材料和加热器,制备了基于MoS2@rGO复合纳米材料的NO2传感器。激光诱导石墨烯可以较为方便的通过CO2激光烧蚀商用聚酰亚胺薄膜制备,随后选择性的在激光诱导石墨烯局部滴加纳米银墨水和MoS2@rGO复合纳米材料完成柔性气体传感器的制备。通过控制激光诱导石墨烯的几何尺寸来调控传感器的性能,当其长度为2 mm,宽度为75um时,所制备的气体传感器能够在外接测量电路时自加热到60 ℃,**加快气体传感器的响应和恢复速度,并且维持极为出色的信号噪音比(1026.9)。
图4.基于MoS2@rGO复合纳米材料的柔性气体传感器可以适应不同的形变(图a-c)并避免在形变中出现损坏,**可以承受20%的拉伸应力(图d),并且在拉伸的状态下,具有更低的检测限(图e)。
西安齐岳生物供应层状二硫化钼—石墨烯电极材料;AuNPs-MoS2纳米复合材料;氨基化二硫化钼的MoS2-NH2;活化脂化二硫化钼的MoS2-NHS;巯基化二硫化钼的MoS2-SH;马来酰亚胺化二硫化钼的MoS2-MAL;炔基修饰二硫化钼的MoS2-Alkyne;普鲁士蓝立方块/二硫化钼纳米复合材料;AuNPs-MoS2-rGO纳米复合材料;荧光二硫化钼纳米片;牛血清蛋白(BSA)修饰的叶酸(FA);硫辛酸修饰二硫化钼MoS2-LA;负载阿霉素的硫化钼纳米钼片层DOX-MoS2;功能化二硫化钼/聚酰胺复合材料PA-g-MoS2等。
相关产品
二硫化钼纳米颗粒
中空介孔碳球内生长花瓣状MoS2纳米片
阿霉素修饰二硫化钼纳米片DOX-MoS2
叠氮化合物修饰MoS2二硫化钼纳米材料
氮杂苯甲酸修饰的二硫化钼纳米片(f-MoS2)
羧基功能化二硫化钼纳米片MoS2-COOH
氨基修饰二硫化钼纳米片MoS2-NH2
巯基功能化二硫化钼纳米片MoS2-SH
马来酰亚胺修饰二硫化钼纳米片MoS2-MAL
生物素修饰二硫化钼二维纳米材料MoS2-Biotin
叶酸修饰二硫化钼纳米片MoS2-FA
NHS活化脂修饰二硫化钼(MoS2-NHS)
马来酰亚胺功能化二硫化钼(MoS2-MAL)
炔基功能化二硫化钼(MoS2-Alkyne)
叠氮功能化二硫化钼MoS2-N3)
DBCO功能化二硫化钼
叶酸修饰二硫化钼MoS2-FA
多肽修饰的二硫化钼(MoS2-RGD)
二硫化钼量子点掺杂的ZnO纳米粒子(MoS2@ZnO)
葡聚糖修饰二硫化钼纳米片
壳聚糖修饰二硫化钼纳米片
半乳糖修饰二硫化钼纳米片
甘露糖修饰二硫化钼纳米片
非金属层状半导体二硫化钼 (MoS2) 纳米片
负载氟西汀MoS2二硫化钼纳米片
Cy5-PEG-MoS2 荧光菁染料-聚乙二醇-二硫化钼纳米片
富勒烯C60修饰二硫化钼纳米片
TiL4@MoS2纳米片
透明质酸修饰二硫化钼纳米片HA-MoS2
透明质酸修饰二硫化钼量子点MoS2-HA
超顺磁性碳化钽(Ta4C3-IONP-SPs)纳米复合材料
BSA-MoS2牛血清白蛋白修饰二硫化钼纳米片
上转换纳米颗粒修饰二硫化钼纳米片
UCNP-MoS2纳米复合材料
聚多巴胺修饰的二硫化钼纳米片(MoS2-PDA)
PEG聚乙二醇包裹二硫化钼纳米片(MoS2-PEG)
氨基聚乙二醇包裹二硫化钼纳米材料MoS2-PEG-NH2
羧基聚乙二醇包裹二硫化钼纳米材料MoS2-PEG-COOH
巯基聚乙二醇修饰二硫化钼纳米材料MoS2-PEG-SH
生物素聚乙二醇包裹二硫化钼纳米材料MoS2-PEG-Biotin
叶酸聚乙二醇包裹二硫化钼纳米片MoS2-PEG-FA
马来酰亚胺聚乙二醇包裹二硫化钼纳米材料MoS2-PEG-MAL
Cy5-PEG标记的MoS2二硫化钼纳米片
FITC-PEG修饰MoS2二硫化钼纳米片
RGD-PEG多肽修饰MoS2二硫化钼纳米片
脂质体包裹二硫化钼量子点liposome-MoS2
二硫化钼纳米片/硫化铜纳米粒子
介孔二氧化硅包裹二硫化钼纳米颗粒
二硫化钼纳米片负载二硫化钼
二维二硫化钼纳米片负载纳米银复合材料
二硫化钼碳纳米管复合材料
纳米金/磁性纳米颗粒修饰二硫化钼纳米片
二硫化钼量子点修饰纳米金棒
二硫化钼量子点/g-C_3N_4复合光催化剂
马来酰亚胺修饰二硫化钼MoS2-MAL
硫辛酸(LA)修饰二硫化钼MoS2
氨基化二硫化钼(MoS2-NH2)
羧基化二硫化钼
MoS2-FITC/罗丹明二硫化钼
MoS2/CdS纳米晶体
碳纳米管负载二硫化钼
二硫化钼纳米片晶体
氧化石墨烯负载二硫化钼GO-MoS2
二硫化钼MoS2二维纳米片
MoSe2二维纳米材料
Ni3S2@MoS2复合纳米材料
MoS2@Ni(OH)2纳米材料
CoS2@MoS2/RGO复合材料
MoS2@CuO二硫化钼-氧化铜
PANi@MoS2纳米材料
TiO2@MoS2二硫化钼复合材料
MoS2@Fe3O4二硫化钼-四氧化三铁复合材料
二硫化钼修饰四氧化三铁纳米粒
Ni3S2@MoS2复合材料
PtNPs@MoS2纳米材料
SnO2@MoS2纳米晶纳米片
CeO2@MoS2有机纳米材料
Bi2S3@MoS2复合纳米材料
聚苯乙修饰四二硫化钼PS-MoS2
二硫化钨-二硫化钼复合材料WS2@MoS2
MoS2@ZnS复合材料
层状MoS2纳米薄片
MoS2@HKUST-1
金属有机框架负载二硫化钼
zzj 2021.4.1