左：Re0.5Nb0.5S2的雙層和三層區(qū)域的原子分辨率電子顯微鏡圖像，顯示了其堆疊順序。右：實(shí)空間電荷轉(zhuǎn)移圖，顯示了從Re0.5Nb0.5S2到NO2分子的電荷轉(zhuǎn)移。彩色鍵：重新顯示為海軍色；Nb紫羅蘭色；S為黃色；N為綠色；H為灰色；O為藍(lán)色；和C為紅色。圖片來源：Alex Zettl /伯克利實(shí)驗(yàn)室

二氧化氮是由化石燃料驅(qū)動(dòng)的汽車和燃?xì)庠钆欧诺目諝馕廴疚�，不僅對(duì)氣候不利，對(duì)我們的健康也有害。長期暴露于NO 2與心臟病，哮喘等呼吸道疾病和感染增加有關(guān)。

二氧化氮是無味且不可見的，因此您需要一個(gè)特殊的傳感器，該傳感器可以準(zhǔn)確地檢測有害氣體中的有害濃度。但是，當(dāng)前大多數(shù)可用的傳感器都是能源密集型的，因?yàn)樗鼈兺ǔ１仨氃诟邷叵逻\(yùn)行才能獲得合適的性能。

由伯克利實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)的超薄傳感器可能就是答案。

在發(fā)表于Nano Letters期刊上的論文中，研究小組報(bào)告了一種原子薄的“ 2D”傳感器，該傳感器在室溫下工作，因此比傳統(tǒng)傳感器消耗的功率更少。

研究人員說，這種新型2D傳感器（由二硫化rh鈮單層合金制成）還具有出色的化學(xué)特異性和恢復(fù)時(shí)間。

與其他由石墨烯等材料制成的2D設(shè)備不同，新型2D傳感器對(duì)二氧化氮分子有選擇性的電響應(yīng)，而對(duì)其他有毒氣體（如氨和甲醛）的響應(yīng)卻最小。加州大學(xué)伯克利分校的博士后學(xué)者，本研究的主要作者阿明·阿齊茲說，此外，新型二維傳感器能夠檢測出至少十億分之50的超低二氧化氮濃度。

一旦基于二硫化鉬或碳納米管的傳感器檢測到二氧化氮，則可能需要數(shù)小時(shí)才能在室溫下恢復(fù)到原始狀態(tài)。“但是我們的傳感器只需要幾分鐘，” Azizi說。

新型傳感器不僅超薄，而且靈活，透明，這使其成為可穿戴式環(huán)境和健康監(jiān)測傳感器的理想之選。“如果當(dāng)?shù)丨h(huán)境中的二氧化氮水平超過十億分之五十，這對(duì)于患有哮喘的人來說將是非常危險(xiǎn)的，但是目前，個(gè)人二氧化氮?dú)怏w傳感器是不切實(shí)際的�！� 阿茲茲說。他補(bǔ)充說，如果將其傳感器集成到智能手機(jī)或其他可穿戴電子設(shè)備中，則可以填補(bǔ)這一空白。

伯克利實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員和作者之一穆罕默德·多安（Mehmet Dogan）依靠伯克利實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算用戶設(shè)施國家能源研究科學(xué)計(jì)算中心（NERSC）的Cori超級(jí)計(jì)算機(jī)從理論上確定了潛在的傳感機(jī)制。

伯克利實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)系的教授，加州大學(xué)伯克利分校的物理學(xué)教授Alex Zettl和Marvin Cohen共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。