利用离子束工程技术制备的ReS2纳米片用于尿酸检测

《ACS Applied Nano Materials》：Ion-Beam-Engineered ReS2 Nanosheets for Uric Acid Sensing

二维材料改性技术及生物传感应用研究。通过氮离子辐照调控ReS?纳米片物化性质，结合多光谱表征和蒙特卡洛模拟揭示缺陷形成机制，实现电化学性能提升，在生理条件下实现尿酸检测（检测限380 μM）。

　　

提升对二维（2D）材料的基本理解及其功能改进对于开发下一代生物传感器至关重要。在这项研究中，我们展示了一种通过控制低能量氮离子辐照来调节ReS₂纳米片物理化学和电化学性质的方法。通过对ReS₂纳米片进行辐照，并以1 × 10¹⁶和3 × 10¹⁶离子/平方厘米的辐照剂量将其沉积在丝网印刷的碳电极上，我们实现了精确的缺陷工程和表面调控。这一过程通过FESEM、TEM、XRD、拉曼光谱、XPS和UV–Vis光谱等表征技术得到了验证。蒙特卡洛模拟为离子-固体相互作用及缺陷形成提供了机制上的见解，而润湿性研究则证实了表面能的显著改变。电化学分析表明，经过离子束处理的ReS₂表现出显著增强的电催化活性，能够在生理条件（PBS，pH 7.4）下实现对尿酸的敏感和选择性检测，具有宽线性浓度范围以及约380 μM的检测限。第一性原理密度泛函理论计算阐明了其背后的相互作用机制，强调了辐照后ReS₂对尿酸的吸附能力和电荷转移动态的改善。这项研究不仅提供了一个通过离子辐照调控2D材料性质的可行平台，还展示了其在非酶促电化学生物传感中的实际应用潜力。这些发现为可扩展的、经过缺陷工程设计的传感技术奠定了基础，这些技术在生物医学诊断和环境监测领域具有广泛的应用前景。