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中科院蘇州納米所張珽團(tuán)隊(duì)《自然?通訊》:新型水伏傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)離子快速檢測(cè),響應(yīng)時(shí)間突破0.17秒
  發(fā)布日期:2025-09-03

近日,中國(guó)科學(xué)院蘇州納米與仿生技術(shù)研究所張珽研究員、李連輝副研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種基于快速離子傳輸?shù)乃╤ydrovoltaic)傳感新策略,成功解決了傳統(tǒng)水伏離子傳感技術(shù)因納米通道內(nèi)離子擴(kuò)散平衡緩慢而導(dǎo)致的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。該技術(shù)通過(guò)優(yōu)化納米通道結(jié)構(gòu)、消除重力影響以及引入液-液傳輸區(qū)低阻剪切流機(jī)制,顯著提升了離子檢測(cè)速度與靈敏度,為實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)與人體汗液電解質(zhì)分析提供了新的技術(shù)路徑。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種快速、靈活的水伏離子傳感裝置,該裝置利用有序納米通道和半干環(huán)境下的液-液剪切流效應(yīng),在0.17秒內(nèi)即可產(chǎn)生超過(guò)4.0 V的開(kāi)路電壓(Voc),比以往基于浸潤(rùn)通道的水伏器件快兩個(gè)數(shù)量級(jí)。該器件具備極寬的離子檢測(cè)范圍(10??至10? M),對(duì)NaCl的最大靈敏度高達(dá)–1.69 V/dec,并能輸出多維信號(hào),適用于選擇性離子識(shí)別與汗液電解質(zhì)監(jiān)測(cè)。相關(guān)論文以“ Ion transport-triggered rapid ? exible hydrovoltaic sensing ”為題,發(fā)表在Nature Communications上,論文第一作者為Ge Changlei。

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