电化学传感

• 

  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。