石墨烯因其高柔韧性、透明度和疏水性而成为下一代气体传感器平台最有前途的材料之一。然而，石墨烯在气体传感中表现出固有的低选择性。这导致了对石墨烯上贵金属装饰的广泛开发，以调节其表面化学性质，从而提高选择性。虽然 Pt、Pd 和 Au 等贵金属已被广泛用于功能化石墨烯表面，但石墨烯的非贵金属装饰仍未得到充分探索。
于此，首尔大学Ho Won Jang等人展示了一种前所未有的室温自激活石墨烯气体传感器，该传感器由 NiO 纳米粒子功能化，并将其应用于监测日常生活中氨气的可穿戴设备。
NiO 功能化的石墨烯微图案对氨具有超高的选择性，低检测限为 2.547 ppt。密度泛函理论 (DFT) 计算表明，电荷耗尽引起的 NiO 和 NH3 之间的强吸引力以及 NiO 的顶点区域加速了 NH3 分子的吸附。此外，可穿戴石墨烯设备还展示了检测牛肉氨气排放的能力，当氨气排放超过特定阈值时会触发警报。这项研究提出了利用过渡金属氧化物对石墨烯进行功能化，超越了传统的贵金属装饰，并提出了将石墨烯用于可穿戴设备的潜在可能性。
参考文献：
S. Kim, Y. Kim, J. Kim, S. J. Kim, T. Kim, J. Sim, S. E. Jun, J. Lim, T. H. Eom, H. S. Lee, G.-H. Lee, B. H. Hong, M.-H. Oh, Y. S. Huh, H. W. Jang, Highly Selective Ammonia Detection in NiO-Functionalized Graphene Micropatterns for Beef Quality Monitoring. Adv. Funct. Mater. 2024, 2407885.
https://doi.org/10.1002/adfm.202407885
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