用于超痕量碘传感器的 MOF 微环境中纳米陷阱工程

超高灵敏度且高选择性的碘气体传感器在核辐射泄漏时对及时检测和减轻污染、确保大量操作人员的安全以及设施的后续完整性起着关键作用。在此，我们合理设计了一种金属-有机框架（MOF），由于其优化的疏水性，该框架表现出卓越性能，电响应几乎增强了十亿倍，疏水性使得碘分子易于通过通道迁移，并且存在合适的相互作用位点，可临时锚定目标分子以实现超痕量传感。在严苛环境中测试的原型传感器展示了其高选择性、超痕量十亿分之一（ppb）级灵敏度、良好的可逆性，以及相较于现有吸附剂（包括市售材料）即使在高频下也非常快的响应时间。此外，通过测量单晶的电响应在原子水平上详细研究了碘传感，并利用喷墨打印确定了工业可行原型传感器的 MOF 层最佳厚度。在更广阔的视角下，我们提出了一种通用策略，旨在构建具有混合功能的电高效传感材料，以设计高灵敏度碘传感器，迈向安全与可持续的未来。