三乙胺（TEA）作为典型的胺类挥发性有机物，是水产品新鲜度的重要标志物，同时也是化工、半导体制造等行业的有害气体，开发兼具高灵敏、快响应、低功耗与柔性的三乙胺气体传感器对食品安全监测、工业安全与环境检测意义重大。然而，传统金属氧化物半导体气敏材料普遍面临工作温度高、响应慢、柔性差等瓶颈，难以满足可穿戴与便携式应用需求。本文，江苏科技大学卓其奇 副教授在《ACS Applied Electronic Materials》期刊发表名为”Three-Dimensional Porous Sheet-like rGO/NiCo₂O₄ Composite Films for Triethylamine Gas Sensors with Excellent Flexibility and Ultrafast Response”的论文，研究通过水热法制备了还原氧化石墨烯（rGO）/NiCo₂O₄复合薄膜，并以此构建了用于检测TEA的柔性气体传感器。
该rGO/NiCo₂O₄传感器对1–200 ppm浓度的TEA表现出线性响应，在50 ppm浓度下响应/恢复时间极快（分别为4/9 s），并在循环测试和湿度测试中展现出优异的稳定性和灵敏度。在30°、60°和90°下经过60次弯曲循环后，响应效率分别为91.56%、87.19%和85.71%，表明该传感器具有良好的柔韧性和稳定性。本研究为环境监测和健康保护领域中可穿戴柔性气体传感器提供了切实可行的方案。
图1. (a) Preparation of rGO films. (b) Schematic diagram of the synthesis of rGO/NiCo2O4 (rGO/NCO) material. (c) rGO films. (d) rGO/NiCo2O4 films.
在本研究中，成功制备了一种基于还原氧化石墨烯和氧化镍钴复合薄膜的柔性气体传感器，用于高效检测三乙胺（TEA）。NiCo₂O₄与rGO的结合协同增强了传感器的电导率、表面反应性和结构柔韧性。复合薄膜多孔片状结构为气体吸附和电荷转移提供了丰富的活性位点，从而实现了超快的响应/恢复时间（在50 ppm TEA浓度下分别为4/19 s）和宽广的线性检测范围（1–200 ppm）。该传感器在循环测试中表现出优异的稳定性，并在各种湿度条件下保持了高灵敏度。同时，该气体传感器表现出良好的柔韧性，在30°、60°和90°下经过60次弯曲循环后，响应效率分别为91.56%、87.19%和85.71%。尽管200 °C的相对较高工作温度可能会限制其在低功耗可穿戴设备中的应用，但未来的研究将致力于室温工作、柔性集成和抗湿性，以进一步提升传感性能。本研究推动了用于实时环境监测和健康保护的下一代柔性气体传感器的开发。
文献：https://doi.org/10.1021/acsaelm.6c00765
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