国家纳米科学中心唐智勇

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二氧化氮是最常见和最有毒的气体污染物之一，持续和频繁的暴露在其中即使只有十亿分之一的水平也会引起严重的疾病，如诱发哮喘症状或损害人体呼吸系统。开发有效的可监测二氧化氮的气体传感器一直是被高度关注的优先领域，对人类健康至关重要。然而，迄今已开发的基于各种传感材料如金属氧化物、金属二硫化物、石墨烯等的二氧化氮传感器均存在成本高、选择性低、可重复性低等缺点需克服，无法满足实际应用需求。因此，如何设计、探索并构建成本低、性能优异的新型传感材料仍然是当前一代二氧化氮气体传感器发展的主要任务。

        国家纳米科学中心唐智勇、刘雅玲团队成功构建了由有序金属有机框架材料HKUST-1纳米片阵列覆盖有机单晶TTF-TCNQ亚微米棒形成的狼牙棒状TTF-TCNQ/HKUST-1复合结构。由于TTF-TCNQ和HKUST-1之间的协同互补作用，基于TTF-TCNQ/HKUST-1复合结构的传感器在室温下对NO2检测表现出优异的传感性能，远远优于基于纯TTF-TCNQ和纯HKUST-1的传感器，其对NO2的检测的实验检测限可达10 ppb，且具有良好的响应重现性和快速的响应能力。更重要的是，在NO2（10 ppm）和干扰气体（100 ppm）浓度比为1:10的情况下，基于TTF-TCNQ/HKUST-1复合结构的传感器对NO2的检测依旧呈现出色的检测选择性。结果表明，将有机单晶和金属有机框架材料复合可以实现高灵敏度、高选择性传感材料的可控构建，为新型高性能传感材料设计和构建提供了新的机会。
        唐智勇，国家纳米科学中心副主任、研究员、博士生导师，基金委创新群体负责人，科技部纳米重大研究计划首席科学家。武汉大学获学士、硕士学位，中国科学院长春应用化学研究所获博士学位，先后在瑞士苏黎世联邦高等工业学院、密歇根大学从事博士后研究。2006年11月加入国家纳米科学中心。2008年获中国科学院“百人计划”择优支持，2010年获国家杰出青年科学基金资助，2013年被评为“科技部中青年科技创新领军人才”，2016年入选国家“万人计划”科技创新领军人才，2018年获国家自然科学奖二等奖（第一完成人）等。研究工作主要集中在功能纳米材料的设计、构筑、功能调控及在催化、能源等中的应用研究。
        刘雅玲，国家纳米科学中心研究员、博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者，“中国科学院青年创新促进会”优秀会员。于中国科学院化学研究所获理学博士学位，后加入国家纳米科学中心，历任助理研究员、副研究员、研究员。研究工作主要集中在多孔材料基微纳结构的可控构筑及功能调控。
       文章信息：Lin C, Kim K, Wang Z, et al. Mace-like TTF-TCNQ/HKUST-1 composite structures for rapid NO2 detection: Synergistically induced ultrahigh sensitivity and outstanding selectivity. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-023-6046-7.