基于PVA/Ti3C2Tx/CoFe2O4纳米复合水凝胶的TENG驱动柔性气体传感器：实现高选择性、快速响应的室温三乙胺检测

本文报道了一种基于PVA/MXene/CoFe2O4纳米复合水凝胶的摩擦纳米发电机（TENG）驱动三乙胺（TEA）气体传感器。该传感器通过富异质界面的MXene/CoFe2O4纳米材料与聚乙烯醇（PVA）聚合物基质结合，在室温下对100 ppm TEA表现出105.11%的高响应度，并具备快速响应/恢复（31 s/23 s）和优异稳定性（30天内性能衰减<3.2%）。其TENG在7 N接触力、1 Hz频率下可产生170 V开路电压，足以通过整流电路点亮30个LED。该设计将能量收集与传感功能协同集成，为柔性传感器开发提供了新范式。

　　

样品表征与分析

MXene、CoFe₂O₄及MXene/CoFe₂O₄复合材料的X射线衍射（XRD）图谱如图2所示。MXene的晶相与先前报道一致，其中MAX相在39°的特征峰消失以及（002）峰向左偏移，证实了从MAX前驱体中成功蚀刻掉铝层。立方相CoFe₂O₄（JCPDS 22–1086）在18.3°、30.2°、35.5°、37.1°、43.2°、57.1°和62.7°处显示出特征峰，分别对应于（111）、（220）、（311）、（222）、（400）、（511）和（440）晶面。在MXene/CoFe₂O₄复合材料中，可以清晰地观察到来自MXene和CoFe₂O₄两相的特征衍射峰，且没有出现杂质峰，这表明成功合成了MXene/CoFe₂O₄复合材料。

结论

总之，本研究开发了一种基于PVA/Ti₃C₂T_x/CoFe₂O₄纳米复合水凝胶的TENG驱动TEA气体传感器，其中TENG产生的交流电驱动叉指电极上的Ti₃C₂T_x/CoFe₂O₄异质结传感层。本研究首次报道了将聚乙烯醇（PVA）、MXene和CoFe₂O₄在化学层面上集成用于气体传感应用，代表了基础材料层面的创新。此外，通过引入摩擦电技术，我们...