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中國科學院大連化學物理研究所研究員馮亮團隊通過一種新型內置電場調控策略，構建了鐵（Fe）-氯氧化鉍（BiOCl）材料，實現了室溫下對二氧化氮氣體的超高靈敏度檢測，檢測限低至117ppt，響應時間小于10秒，并具備較好的長期穩定性和選擇性。相關研究成果近日發表于《先進功能材料》。

氣體傳感器在環境檢測、工業安全、智能家居、醫療診斷及公共安全等領域具有不可替代的重要作用。它們能夠實時、連續檢測大氣中的有害氣體成分，為空氣質量評估、污染源追蹤、生產過程控制和危險氣體泄漏預警等提供關鍵數據支撐。在“雙碳”與綠色發展的背景下，對氮氧化物、二氧化硫、揮發性有機物等典型污染物的精準檢測需求日益迫切。然而，傳統半導體氣體傳感器普遍依賴高溫工作條件，不僅能耗高、設備壽命短，還存在靈敏度低、交叉干擾顯著、基線漂移嚴重等問題，嚴重制約了其在常溫、高濕、復雜背景氣體環境下的可靠應用。因此，研發高靈敏、高選擇性、低功耗且能在室溫下穩定工作的新型氣體傳感材料與技術，已成為該領域的研究熱點和難點。

研究團隊提出在單一組分材料中構建內置電場，鐵摻雜在氯氧化鉍晶格中形成不對稱的鐵-氧-鉍結構，驅動電子定向遷移，協同鐵離子動態價態變化，構建“電場引擎”，提升了室溫下對二氧化氮的傳感性能。該策略還可推廣至銅、錫等可變價金屬摻雜體系，具有良好普適性。

研究團隊還開發了基于該傳感器的無線檢測系統，實現了對汽車尾氣中二氧化氮的實時檢測，展現出良好的應用前景。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202520096

（原載于《中國科學報》?2025-10-15 第1版 要聞）