1. 纸基可见/荧光传感

本课题组结合已有的比色检测技术，近年来致力于实现纸基可见/荧光传感。构建功能化纸基，实现特异性抓取信号分子的同时，也兼顾过滤富集、放大信号的特点，成功应用于农残、重金属离子、抗生素等有害物质的传感检测；同时，亦结合生物正交设计，应用于乙肝等多种病毒在PCR、RAA以及CRISPR初期对于信号分子的放大，大大降低了目前核酸检测面临的成本高以及操作难度大等缺陷，同时开创了将生物正交技术应用于纸基传感器的全新阶段。

2. BODIPY荧光传感：

BODIPY因其较小的斯托克斯位移和极高的荧光量子产率引起了广泛的关注。通过对其进行衍生化，引入具有较好配位能力的官能团，或引入具有不同电子推拉能力的基团，能实现对BODIPY母体光化学传感性质的调节，得到一系列具有不同发射波长和传感能力的功能性荧光分子。利用这些光化学分子探针，课题组实现了对水中重金属离子、人体内微量金属元素以及巯基氨基酸等被分析物的快速检测。目前，课题组正在尝试通过对BODIPY分子的进一步衍生化，实现对常见爆炸物分子及类似物的光化学传感。

3. 碳量子点荧光传感：

基于荧光碳点的化学传感器在诸多领域引起了广泛的关注，然而要实现荧光碳点的可控设计及制备仍面临许多挑战。课题组一方面通过表面修饰和金属掺杂，在碳点骨架中嵌入一些额外的传感响应位点，进而实现了碳点对汞、铬等高毒性重金属离子和VOCs气体的检测。另一方面也利用质谱、核磁及三维光谱分析等多种表征手段，深入剖析了荧光碳点形成及其光致发光的机制，为实现基于碳点的化学传感器的可控设计和制备打下了坚实的基础。

4. 钙钛矿量子点荧光传感：

钙钛矿量子点具有发光半峰宽窄、量子产率高等优点。但由于钙钛矿量子点对于外界环境敏感，所以实际应用受到了阻碍。然而从传感的角度来看，环境敏感恰恰是钙钛矿量子点应用于传感的先天优势。课题组首先使用未经修饰的CsPbBr3 QDs制备了荧光传感器，实现了对食用油中总极性物质的测定，将其应用于食品安全领域。同时，对其进行表面修饰和包覆，提升了稳定性的同时增加反应官能团，扩大传感对象的范围，使其能够得到更加广泛的应用。

5. 杂化铜锰卤化物荧光传感:

通过调节配体，实现基于卤化亚铜纳米材料的固体荧光调控。在此基础上，课题组致力于利用这些材料自身独特的性质，通过比色原理，实现对VOCs、农药残留物、爆炸物等被分析物的快速检测。

6. 基于光化学传感的电子鼻系统：

利用不同的化学传感器模拟生物嗅觉接收器细胞的工作原理，构建的比色阵列传感器，可以实现人工嗅觉系统的可视化。该技术通过采集阵列传感器与不同气体分子接触前后各传感子单元的特定色差值所组成的特征指纹谱，能够完成对复杂被分析体系的快速区分以及对单一被分析物的定性及半定量检测。

1. 电化学传感器： 

基于纸基的传感平台在环境监测、疾病诊断和食品安全分析等领域引起广泛的关注，然而要实现高灵敏和快速检测仍然面临诸多挑战。课题组利用纸芯片作为传感平台，结合电化学、比色等分析技术，通过对不同纳米材料的制备与研究，建立了新型的信号放大策略，成功构建了一系列检测食品安全相关分子的传感器件，避免了常规分析技术中存在样品预处理复杂，检测成本高，便携性差和需要专业人员操作等问题，为实现食品安全快速检测提供了可靠的手段。

2. 半导体气体传感：

气体传感器在日常生活和工业生产中都有着极其广泛的应用，而金属氧化物凭借着价格低廉、制备方便、优异的物理和化学性质等优势，在传感材料中占据了重要的一席之地。课题组通过对金属氧化物的形貌进行设计，或将其与其他传感材料（如氧化物、有机聚合物等半导体）复合以提高材料的传感效果。目前已将传感器用于环境有害小分子以及食品新鲜程度的检测。

3. 自发电传感：

基于摩擦纳米发电机的能量转换及收集方式在洁净能源和可穿戴等领域引起了广泛的关注，然而在实际应用时，仍面临如何提高纳米发电机的可持续供电性能，增加发电功率等问题。课题组一方面通过摩擦材料改性、纳米发电机结构设计和多模块叠加等方式，实现了对纳米发电机功率的提高和长时间稳定输出。另一方面也利用超级电容器、可充电电池、能量转换等多种手段，保证了纳米发电机瞬时电流的平稳转换与输出，为可穿戴传感设备的搭建打下了坚实的能源基础。

4. 水/气凝胶传感：

近年来，随着人们对健康意识水平的提升，柔性可穿戴电子器件在人们日常生活中起着越来越重要的作用。课题组通过对利用对水凝胶及气凝胶材料的合理设计，选用壳聚糖、纤维素等绿色环保的生物质原料，构建多种多功能、高灵敏度柔性传感可穿戴器件，可对应力、应变、VOCs等进行有效快速监测。在人体运动健康检测及多功能传感方面展现出巨大潜力。

5. 自发电-电容器-传感一体化平台：

发电-储电-传感的一体化平台是可穿戴等领域急需解决的问题之一，如何提高供电设备的可持续、抗干扰和多环境适应能力，如何解决储电设备与发电装置和后端应用装置的匹配问题，如何提高传感设备的柔性和可穿戴性能等，都是进一步提高该一体化平台性能所需要研究的重点。课题组一方面通过喷墨打印、丝网印刷等方式构建了集成一体化的柔性平台，另一方面也通过电路设计实现了自供电设备能量的平稳转换，最后经过对储能器件的不断调制，解决了前端供电与后端应用的功率匹配问题，为可穿戴传感一体化平台的建立打下了坚实的基础。