济南大学逄金波、刘宏Small：面向智能传感的MXene碳化钛二维材料

物联网时代促进了传感器、通信、数据融合和执行器的巨大研究。其中，传感器是获取环境信息的先决条件，可以将环境信息传递到人工数据中心进行决策。基于MXene的传感器以其优异的性能引起了人们的极大兴趣。

济南大学逄金波-刘宏教授团队系统综述了MXene智能传感器的进展，我们着重介绍了MXene和基于MXene的传感器的基本原理。综述了MXene传感器的研究进展，包括生物传感、光学传感、电化学传感和电子传感。然后，提出了基于MXene的传感器融入物联网时代的机会。共同第一作者为李玉芬，Shirong Huang博士和彭松昂副研究员，共同通讯作者还有周伟家教授和Bergoi Ibarlucea研究员。

首先介绍了MXenes的电气、电子和光学特性。接下来，根据电子、电化学和光学方法等传感机制讨论基于MXene的传感器。首先，介绍了基于化学电阻器和场效应晶体管的生物传感器。此外，使用压阻器件演示了可穿戴式压力传感器。第三，电化学方法包括安培法和电化学发光法作为例子。此外，光学方法是指表面等离子体共振和荧光共振能量转移。此外，多模态数据融合的前景被传递到复杂的人类感官上。最后，MXene研究的未来机会被传达给新材料的发现、结构设计和概念验证装置。

图1：在这篇综述中，我们集中在智能传感方面的最新进展，特别是在气体、生物分子和压力的预测方面。传感机制包括化学电阻、场效应晶体管、电化学方法、压阻式传感器和光学方法。

图1：基于MXene的智能传感器基于电子、光学和电化学机理。

图2：MXenes已经成长为具有商业价值的高级传感器的基本传感材料。它们的溶液加工和生物相容性保证了生物医学传感器的低成本。基于MXene的先进传感器具有自动化医疗保健和智能环境的特点，可以通过假肢的人机交互提高人类福利。它还通过预防流行病来促进公共健康。人类、宠物、车辆、家庭和环境的广泛联网的需求可以加速智能感测。基于物联网、5G通信、人工智能、云计算和机器学习的结合，传感器、数据处理器和执行器的下一代系统架构可能会经历一次彻底的更新。

图2：感知一切的未来机会。传感器从现实世界收集信息，并将数据上传到数据云中，通过结合来自植物、动物、智能房屋、可穿戴医疗设备和类人机器人的信号进行计算和数据融合。

逄金波 济南大学前沿交叉科学研究院副教授、校特聘岗位教师，硕士生导师。主要从事二维材料可控生长研究，致力于解决石墨烯、过渡金属硫族化合物和贵金属硫族化合物等二维材料热沉积生长过程中的热力学和动力学等科学问题，实现了晶圆级高一致性二维材料的可控生长，并展示了其在大面积电子光电器件阵列的应用前景。主持山东省优秀青年基金（2022），国家自然科学基金青年基金，山东省自然科学基金、国家重点实验室开放课题等国家省部级项目4项。以（共同）第一或通讯作者在ACS Nano、Adv Energy Mater、InfoMat (3) 、Nano-Micro Lett (2)、Chem Soc Rev、ACS Energy Lett、Small、Adv Opt Mater (2)、Nano Res (2)、ACS Sens(2)等期刊发表SCI收录论文34篇，被引4111次，H因子33；eScience和Front Chem Sci Eng期刊青年编委；申请发明专利3项，获批1项。  

 李玉芬，济南大学，前沿交叉科学研究院化学专业2020级硕士生。导师：逄金波 副教授，方向是二硒化钯的大面积合成及光电子应用。在包括Small、ACS Sensors、Nano Research、Nanotechnology等期刊发表4篇第一作者(或共一)的SCI论文，合作发表InfoMat、Nano-Micro Letters、Advanced Materials Technologies等SCI文章3篇，参加学术会议2次。