NML高被引文章 | 传感器 & 纳米发电机(8月份入选)

本次推文精选了四篇入选ESI高被引(八月份入选),传感器及纳米发电机相关的NML文章。

分别来自中山大学吴进课题组、国家纳米科学中心王中林院士课题组、印度理工学院Mukesh Kumar课题组、重庆大学胡陈果课题组。欢迎大家阅读关注。

高被引文章: 指近10年内发表的SCI论文且被引次数排在相应学科领域全球前1%以内。

高被引文章·1

Self-Healing, Self-Adhesive and Stable Organohydrogel-Based Stretchable Oxygen Sensor with High Performance at Room Temperature

Yuning Liang, Zixuan Wu, Yaoming Wei, Qiongling Ding, Kai Tao, Xi Xie, and Jin Wu*

Nano-Micro Letters (2022)14: 52

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00787-0

中文题目:有机水凝胶基可拉伸氧气传感器:室温下可自修复、自粘附、高稳定性

文章简介:
氧气是人类的生命活动中最不可或缺的气体,通过参与糖类的有氧分解来给人体提供生命活动所需的能量,因此实现氧气的实时精准检测对人体健康管理具有重要意义。中山大学吴进课题组利用离子导电双网络水凝胶自身柔软可拉伸的特性,通过构建双电极化学电阻型结构,制备出了具有全浓度检测范围、良好线性度、低理论检测极限和高灵敏度的可拉伸、自愈合、自粘附的氧气传感器。这种本征可拉伸的传感器通过氢键相互作用,能直接粘附在多种基底包括人体皮肤上,与皮肤机械协调并具备自愈合能力。利用浸泡盐和溶剂置换策略,通过改善有机水凝胶的内部结构,提升了其保湿抗冻能力,同时调控其机械性能,以实现与人体等使用对象的机械性能更好地契合。另外,提出了一种发生在水凝胶-电极界面处的电化学反应来解释离子导电型水凝胶基传感器对氧气的电学响应,为水凝胶基气体传感器提供了理论基础。最后,通过搭建测试平台实现了对外界环境中以及人体呼吸过程中的氧气浓度的实时监测,体现了其作为可穿戴传感器在人体健康管理之中的实际应用价值。

本文亮点:

1. 有机水凝胶基氧气传感器具有全浓度的检测范围(0~100%)、良好的线性度、超低的理论检测极限(5.7ppm)、极高的灵敏度(0.2%/ppm)、优异的选择性、可调控的响应/恢复速度,并且适合在室温下工作

2. 可自愈合的氧气传感器能承受多种形变,并使传感性能机械可调。

3. 该传感器可在各种极端环境条件下正常工作,如低温(-18℃以下)和高温(40℃以上)、干燥(11.3%相对湿度)和潮湿(90.5%相对湿度)环境,极大地拓宽了传感器的应用范围。

4. 提出了一种基于电化学反应的机制来阐明离子导电有机水凝胶的氧气传感行为。

高被引文章·2

Fully Fabric-Based Triboelectric Nanogenerators as Self-Powered Human–Machine Interactive Keyboards
Jia Yi, Kai Dong, Shen Shen, Yang Jiang, Xiao Peng, Cuiying Ye, Zhong Lin Wang*
Nano-Micro Letters (2021)13: 103
https://doi.org/10.1007/s40820-021-00621-7
中文题目:完全基于织物的摩擦纳米发电机用于自供电人机交互键盘

文章简介:

国家纳米科学中心王中林院士课题组将柔性和可拉伸的纺织品与自供电传感器相结合,为物联网时代的可穿戴功能电子产品和网络安全带来了新的见解。这项工作提出了一种高度灵活且自供电的全织物摩擦纳米发电机(F-TENG),具有用于生物力学能量收集和实时生物特征认证的夹层结构。准备好的 F-TENG 可以通过低频运动为数字手表提供动力,并响应树叶落下的压力变化。还通过集成大面积F-TENG传感器阵列制造了自供电可穿戴键盘,不仅可以跟踪和记录电生理信号,还可以通过Haar小波识别个人的打字特征。基于这些优点,自供电可穿戴键盘在可穿戴电子设备、自供电传感器、网络安全和人工智能领域具有广阔的应用前景。

本文亮点:

1. 研制了一种完全基于织物的夹层结构机械能采集器,它可以响应树叶落下的压力变化。

2. 展示了一种具有生物特征识别能力的自供电键盘,能够通过判断击键行为来抵抗非法入侵。

高被引文章·3

Strategy and Future Prospects to Develop Room-Temperature-Recoverable NO2 Gas Sensor Based on Two-Dimensional Molybdenum Disulfide
Abhay V. Agrawal, Naveen Kumar, Mukesh Kumar* 
Nano-Micro Letters (2021)13:38
https://doi.org/10.1007/s40820-020-00558-3

中文题目:基于MoS₂室温可恢复NO₂气体传感器的开发及展望

文章简介:

印度理工学院Mukesh Kumar课题组综述了基于MoS₂的NO₂气体传感器方面的最新研究工作。从器件(电阻和晶体管)、层厚度、形态控制、缺陷裁剪、异质结构、金属纳米粒子掺杂和光照方面详细概述MoS₂化学电阻传感器的制造。除了实验工作外,理论研究在设计实验和预测材料的气敏潜能方面也发挥了重要作用,因此,广泛讨论了在设计基于MoS₂的NO₂传感器中使用的实验和理论,如密度泛函理论(DFT)等理论方法,讨论在时间和成本方面存在的优势。最后,本综述进一步总结了提高MoS₂气敏性能的挑战和未来前景。理解并解决这些问题有望促进和开发用于环境监测,有利于制备具有高度可靠且符合行业标准的化学抗性NO₂气体传感器。

本文亮点:

1. MoS2因其高表面积体积比位置依赖性气体分子吸附易于控制形态而显示出巨大的气体传感潜力。

2. 文章讨论了开发基于 MoS2 的 NO2 化学电阻传感器的实验和理论策略

3. 在器件、结构、形态、缺陷、异质结构、金属掺杂和光照下制造MoS2化学电阻传感器得到了详细的概述。

高被引文章·4

Magnetic Array Assisted Triboelectric Nanogenerator Sensor for Real-Time Gesture Interaction
Ken Qin, Chen Chen, Xianjie Pu*, Qian Tang*, Wencong He, Yike Liu, Qixuan Zeng, Guanlin Liu, Hengyu Guo, Chenguo Hu* 
Nano-Micro Letters (2021)13: 51
https://doi.org/10.1007/s40820-020-00575-2 
中文题目:基于Halbach Array结构的摩擦电自供能传感器与机械手实时控制

文章简介:

重庆大学胡陈果课题组在滑动模式的摩擦纳米发电机中加入了Halbach Array结构——一种磁极周期性排列的结构,其内部的多极磁阵,可将手指的屈伸牵引运动转换为传感器内部结构之间的连续接触分离。利用这些微弱机械运动,传感器可以自己产生正/负脉冲信号。通过单位时间内的脉冲计数,实现手指屈伸的角度、速度和方向的判定。此外通过结构的优化,提高了系统的耐久性、低速信号幅值和稳定性。这种直接量化方法和对可穿戴传感器的优化,为实现自然、直观、实时的人机交互提供了一种新的策略。

本文亮点:

1. 在单位时间内对正/负脉冲进行计数,从而可以实时感知手指运动的角度、速度和方向。

2. 磁阵列的滑动结构将滑动运动转化为接触/分离运动,从而提高了器件的耐用性和在低速时的信号幅度。

3. 磁性轨道限制了滑动方向,从而大大提高了稳定性

关于我们

Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc),包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录,2021JCR影响因子为 23.655,学科排名Q1区前5%,中科院期刊分区1区TOP期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉,2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。
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