近日，东南大学材料科学与工程学院陶立教授与电子科学与工程学院吴俊教授合作开发了基于二维硒化铂（PtSe2）的无线可穿戴气体监测电路并提示了其特殊的应变增强效应。相关研究成果以“2D PtSe2 Enabled Wireless Wearable Gas Monitoring Circuits with Distinctive Strain-Enhanced Performance”在线发表于国际著名学术期刊《ACS Nano》。
柔性可穿戴电子传感器件是实现环境监测、农业生产和医疗诊断革新的重要技术途径。然而，因为柔性基底存在不稳定界面状态和应变场，器件性能与在刚性基底上相比通常出现显著衰减。因此，如何实现高性能和高可靠柔性传感已成为当前研究的一个热点和难点。
针对上述现状，研究团队发掘出应变在二维PtSe2对氨气的吸附过程中扮演了不同寻常的积极作用，并通过应变的原位施加在柔性PtSe2传感器中实现了灵敏度的线性调控和检测极限的突破。阐释了层状PtSe2中三种具有不同应力敏感度的吸附位点，并指出水平晶格应变更有助于降低吸收能量和提高电荷转移密度，从而提高传感性能。此外，团队率先展示了基于二维PtSe2的无线可穿戴集成电路，可以实现实时的气体传感数据采集并通过蓝牙模块传输到用户终端。该电路具有宽探测范围，最大灵敏度值为0.026V·ppm-1，能耗低于2mW。
该论文第一作者为东南大学材料科学与工程学院博士生王哲涵和至善博后景旭，陶立教授和吴俊教授为共同通讯作者，东南大学为唯一通讯单位，论文相关工作得到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重大培育项目以及国家和省级人才计划的支持。
材料学院陶立教授课题组长期从事后摩尔时代二维电子信息材料与可穿戴数字/模拟器件及微纳系统研究，发表了Nat.Nano.（引用超千次）、Chem.Soc.Rev、Adv.Funt.Mat.、ACSNano(10篇)、IEEE TED等一系列高影响论文。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01582
供稿：材料科学与工程学院