近日,國際知名學術期刊Advanced Materials以“Progress and Perspectives of Single-atom Catalystsfor Gas Sensing”為題,在線報道了我校機械與動力工程學院在單原子氣體傳感領域的評論性綜述論文。
先進傳感器是工業物聯網和數字化轉型的關鍵元器件。隨著科學技術的飛速發展和能源需求量的不斷擴大,在工業生產制造及運輸過程中的氣體排放、泄露等不僅造成嚴重的環境污染,而且嚴重威脅人類健康及裝備安全。因此,開發低功耗的高性能氣體傳感器是目前的當務之急。作為氣體傳感器的核心部件,敏感材料在識別特定氣體分子方面發揮著關鍵作用。傳統的金屬氧化物半導體、貴金屬納米顆粒及二維材料類氣體傳感器受到高工作溫度、固有靈敏度低、響應慢、能耗高等的限制,難以在工業中大規模應用。單原子氣敏傳感器可最大限度地暴露活性中心、提高反應效率、降低能耗,有望達到理論極限水平的氣敏性能,從而取得突破。然而,單原子氣敏領域的研究當下仍處于起步階段,其氣敏機制尚未明晰,實際生產制造中仍存在許多問題,這些都為后續該領域的研究帶來了巨大的機遇和挑戰。該工作的發表有望推動該領域的發展。
圖1:單原子氣體傳感器的應用
圖2:當前單原子研究趨勢分布
我校機械與動力工程學院研究生褚天舒為該文章的第一作者,張博威副教授和軒福貞教授為本文共同通訊作者,該成果得到了國家自然科學基金、上海市海外高層次人才項目等的支持。