热烈祝贺陈程等作者论文在中科院一区Top期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=13.4）发表

基于二维层状导电复合材料的自供电可穿戴系统在呼吸生物标志物检测领域展现出广阔的应用前景。然而，实现低成本、高性能、柔性和远程监测的自供电传感器系统仍面临重大挑战。近日，武汉大学电子信息学院刘兴海教授团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（一区TOP，IF=13.4）上发表了题为“Integrated Self-Powered Wearable System for Respiratory Biomarker Detection Based on 2D Layered Conductive Composites”的学术研究论文。该研究通过水合肼-冰晶辅助技术合成了具有多孔表面和宽层间距的二维层状MXene，并通过界面聚合方法制备了PANI纤维均匀交织于MXene层间和表面的纳米复合材料（P-MX）。研究探讨了复合材料的结构与表面官能团的协同效应及其界面异质结形成对性能的影响，并成功构建了便携式自供电NH3检测系统，为其他可穿戴传感器的设计提供了新方向和理论基础。

本文采用水合肼-冰晶辅助技术合成二维层状MXene，随后通过界面聚合方法在MXene层间和表面均匀生长一维PANI纤维，形成多层三明治状P-MX复合材料。模拟计算和实验验证显示，与传统方法相比，该复合材料在界面处表现出更高的结合能（-2.46 eV）和电荷转移频率（0.91 e^-）。得益于复合材料的结构协同效应和表面官能团的作用，以及界面异质结的形成，该材料展现出卓越的储能性能（在1 A/g电流密度下比电容达961.5 F/g，连续10,000次循环后电容保持率超过91%）和NH₃敏感性（在10 ppm下响应超过488%，响应时间91 s，灵敏度达1869 Ω/ppm）。通过简单印刷工艺，轻松制备了可穿戴气体传感器和超级电容器。

Energy storage characteristics of composite materials and asymmetric supercapacitors

Ammonia sensitive properties of composite materials and flexible sensors

最后，本工作基于单片机和蓝牙技术开发了便携式自供电传感器系统，实现对呼吸NH₃生物标志物的非侵入式实时检测。该系统可有效监测肾脏疾病患者呼出NH₃浓度，有望取代传统的气相色谱、质谱等昂贵耗时仪器，推动家庭医疗检测的普及。未来，该研究可扩展至其他刺激物的检测，如环境监测和健康诊断领域。

The self-powered system composed of solar film and ASCs

近两年，刘兴海团队在气体传感器与储能器件等方面取得了显著进展，包括基于P-N异质结响应机制制备的聚吡咯@锌卟啉无线氨敏传感器（Sensors & Actuators: B. Chemical 2024, 399, 134862）；可用于远程监测虾类腐败的掺杂Lewis酸的PEDOT:PSS传感器（Chemical Engineering Journal 2024, 493, 152652）;具有储能和气敏传感双重功能的二维层状PANI@MoS₂复合材料（Advanced Composites and Hybrid Materials 2025, 8, 98）;以及基于不同结构钒氧化物和导电聚合物复合体系开发的无创气体预警集成系统（Chemical Engineering Journal 2025, 510, 161381）。