周国富教授团队王耀教授在《Small》期刊发表高水平研究成果

华南先进光电子研究院  供 稿

近日，我校华南先进光电子研究院周国富教授团队王耀教授在室温一氧化氮传感材料的研究方面取得重要进展，相关研究成果发表于国际期刊 《Small》 （影响因子：13.281）上，题为“Carbon-Iron Electron Transport Channels in Porphyrin-Graphene Complex for ppb-level Room Temperature NO Gas Sensing”（DOI: 10.1002/smll.202103259）。课题组博士后高宜逊和硕士研究生王建强为共同第一作者，王耀教授为论文通讯作者，我校为第一完成单位。

一氧化氮（NO）是哮喘等呼吸道疾病的标志物，发展低浓度NO室温气体传感材料用于人体呼出气检测，具有重要的社会意义和科学意义。在本工作中，我们通过一步溶剂热法将血晶素（Fe(III)- protoporphyrin IX）与氮掺杂还原氧化石墨烯进行复合得到具有NO特异响应性的复合材料HNG-ethanol。该材料表现出室温下对NO气体的高响应值（R_a/R_g = 3.05, 20 ppm）和低实际检测限（500 ppb），同时，该材料具有良好的可回复性（大于5次响应-回复循环）、稳定性（30天内响应值损失低于3%）和高选择性，且具有优异的湿度抗性（0%-75%湿度范围内响应值偏差为4.6%）。通过X射线光电子能谱（XPS）和密度泛函理论（DFT），我们分别从实验和理论计算角度首次证实了此类金属化合物-碳材料复合体系中存在的碳-铁键（C-Fe）结构，可作为石墨烯与血晶素之间的电子传输通道。基于此，本工作提出了C-Fe键形成机理及其在NO传感过程中的电子传输机制，将有望为此类金属-碳复合传感材料的设计制备提供理论依据，并为单原子催化、储能材料等相关领域的研究起到启发作用。

周国富教授团队青年拔尖引进人才王耀教授带领的先进信息材料（AIM）课题组近三年在光、电、气体和温度等响应型功能信息和智能传感材料研究方面取得了一系列重要突破，先后在《ACS Nano》《Advanced Science》《Small》《J. Mater. Chem. A》《Advanced Functional Materials》《ACS Applied Materials & Interfaces》《ACS Sensors》等国际主要学术期刊上发表20余篇原创性研究成果，提高了我校在功能信息和智能传感材料领域的国际影响力。

本研究工作得到了绿色光电子国际联合研究中心、国家高等学校学科创新引智计划111引智基地-光信息引智基地、广东省光信息材料与技术重点实验室、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省教育厅创新团队和广州市科技计划等项目的支持。

以上突破性成果的取得，得益于我校高端人才引育政策和国家级国际科技合作平台的重要支撑，展现了我校师资培养工作以及基础学科研究的最新进展。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202103259

（a）碳铁电子传输通道作用机制；（b-e）HNG-ethanol的传感性能曲线

撰稿人：高宜逊

      初审：王耀

  复审：曹桂诚

  终审：陈必华书记