近日，中科院工程技术1区Top期刊《Chemical Engineering Journal》在线发表了我院智慧护理工程研究中心钱俊教授团队在氨气传感与器件领域的研究成果，论文题目为“Highly sensitive and flexible ammonia sensor based on PEDOT:PSS doped with Lewis acid for wireless food monitoring”。武汉大学护理学院为论文第一署名单位和通讯作者单位，武汉大学护理学院2021级博士研究生吕彩虹为论文第一作者，武汉大学护理工程研究中心钱俊教授、武汉大学电信学院刘兴海教授为论文共同通讯作者。

氨是食品变质的重要标志物，但目前的传感器缺乏足够的灵敏度、稳定性、选择性和自动化，在实际应用中无法实现现场实时监测。为解决上述局限性，本研究提出了一种基于PEDOT:PSS掺杂Lewis酸的高灵敏度柔性氨传感器，用于无线食品监测。薄膜中的Fe³⁺和水解的H⁺与PSS链上的SO₃⁻基团配位引起的插层效应导致相邻的富PEDOT域之间的距离增加。通过在PEDOT:PSS分子内提供额外的离子型载流子和载流子传输路径来增强氨敏感性。结果表明，FeCl₃掺杂的PEDOT:PSS传感器的灵敏度显著提高，在25℃下，对1 ppm NH₃的响应值约为25 %，检测限为0.23 ppm，定量限为0.78 ppm(1 - 400 ppm)。此外，传感器在1 ppm (RSD = 4.30 %)和100 ppm氨(RSD = 3.61 %)下均具有可接受的重复性，且具有良好的选择性和长期稳定性。XPS、拉曼分析和密度泛函理论(DFT)计算进一步阐明了该传感器对氨的传感机理。最后，设计了一种便携式无线检测装置，通过蓝牙通信和单片机系统对新鲜基围虾的腐败过程进行检测，利用智能手机实现了对食物新鲜度的无线实时监控。

值得注意的是，这种创新的传感技术在食品质量监测方面具有很大的前景，在高质量护理中也扮演着至关重要的角色，如在防止食源性疾病、监测过敏原、优化营养管理、支持慢性病管理和减少医疗费用等方面可以全面提高护理质量、提升护理服务的效果和效率。

该项研究得到了武汉大学科研公共服务条件平台的支持。

论文原文：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152652