自供电电化学传感器可以在没有外部电力的情况下工作,在传感领域具有潜力的一种器件。然而,目前的大多数测试方法通常局限于高环境要求、受限的照明条件和温差。为了解决此问题,welcome欢迎光临威尼斯公司陈智栋教授、蒋鼎副教授创新开发了一种基于电容放大与水伏效应耦合的自供电电化学传感器。在最佳条件下,所构建的自供电电化学传感器在1 fM至1 nM的浓度范围内对恩诺沙星的检测具有优异的灵敏度和高特异性,检测限为0.585 fM。相关工作以“Hydrovoltaic Effect Coupling with Capacitor Amplification: A Mode for Sensitive Self-Powered Electrochemical Sensing”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上且被选为外封面文章(Anal. Chem. 2023, 95, 12595−12599)。
课题组使用Ti3C2Tx MXenes作为水伏电池传感器(HVC传感器)的活性材料,与导电聚合物聚苯胺(PANI)复合,并通过将电容器集成到电化学传感系统中来实现电信号放大。基于其高表面电势和良好亲水性的MXene-PANI以及电容器放大策略等优势,该器件可以从水蒸发中获得电能,并显示出高短路电流值,制备的信号放大HVC的短路电流可达0.56 mA,电信号放大288倍。该传感器具有环境友好和易于使用等优点,可以准确和精确地检测真实样本中恩诺沙星的含量。研究工作拓宽了Ti3C2Tx和导电聚合物聚苯胺在蒸发发电中的应用,也为电化学检测提供了一种新的策略。
Figure 1. (A) Schematic illustration of the preparation process of theflexible Ti3C2−PANI hydrovoltaic generator. (B) Schematic diagramof the working principle of the evaporation-driven HVC.
附文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c01283