由于危险化合物，尤其是在气态条件下的危险化合物具有危险性和破坏性，因此研究简单的检测技术至关重要，原因多种多样，从环境问题到生物体安全都涉及到这一点[[1], [2], [3], [4]]。在这种情况下，开发新的吸附剂对于实现高效物质检测至关重要[5,6]。尽管这一多任务过程的有效性目前尚不确定[7,8]，但已经有很多工作致力于开发针对危险化合物和气体的新型吸附剂。如果某些危险气体具有极高的危险性和致命性，那么应该对其进行更深入的研究[9,10]。不幸的是，已经构建了许多针对快速释放危险气体的化学攻击方法；因此，需要开发创新的检测器来快速识别环境中这些危险化合物的存在[11,12]。
不饱和丙烯醛（AC）是一种简单的化学物质，它具有毒性，因为它会“燃烧”并“爆炸”（氧化成CO2，羰基会与不饱和化合物反应）[13]，因此被归类为危险物质。AC通常是由不完全燃烧产生的，很可能是许多生物和物理过程的副产品，这些过程会导致燃烧，例如烹饪、家庭火灾和森林火灾，其中轮胎和塑料也会参与其中。汽车、船舶和飞机排放物也是AC的来源之一。燃烧的香烟内部会释放出每单位50–90 ppm的二氧化碳。
其他研究报道了AC对人体细胞的遗传毒性和致突变性，由于AC具有生物累积性，它不仅会引起急性肺部刺激[14]，还会在长期内造成累积毒性[15]。因此，一个重要的研究领域是估计AC对人类健康和安全问题的影响程度，通过减少其释放到空气中来加以控制。人们正在寻找敏感的检测方法来防止AC排放到空气中[16,17]。在这方面，理想的气体传感器应具备低成本、模块化以及适用于特定目的等特性，并且必须对主要危险物质具有高灵敏度。
探索这种致命毒素的新检测方法至关重要，因为目前没有针对AC的解毒剂。因此，利用最新的DFT研究，研究了一种使用II族氧化物纳米笼检测AC的简单方法。II代表第二主族的原子元素——铍（Be）、镁（Mg）和钙（Ca）；本文评估了MgO、CaO和BeO纳米笼对AC的检测能力（图2）。许多研究关注于评估纳米结构的特定传感器/检测能力，因为它们具有较大的表面积[18,19]。为了实现通过开发相关吸附剂-吸附质复合物来与目标物质相互作用的目标，了解结构和电子特性非常重要[[20], [21], [22]]。需要注意的是，决定吸附剂是否适合吸附吸附质的主要因素是其成功吸附该物质的能力[[23], [24], [25]]。因此，实现这一目标的最重要步骤是为特定的吸附质材料定制吸附剂[[26], [27], [28]]。自纳米结构发明以来，已经有很多研究对其独特特性进行了探讨[[29], [30], [31]]。对于这些创新材料的下一代，已经提出了多种结构和组成，包括众所周知的碳纳米结构[[32], [33], [34], [35]]。研究发现，异原子组合能够提供更敏感的表面以与其他物质相互作用[[36], [37], [38]]。此外，由于氧原子在各种应用中的重要作用，已经发现氧化纳米结构的形式特别有用[[39], [40], [41]]。因此，金属氧化物被确定为具有重要催化作用的氧化纳米结构模型，同时它们还具有有助于吸附过程的独特特性[[42], [43], [44], [45]]。在吸附过程中，发现重金属氧化物和轻金属氧化物（如碱土金属氧化物）适合作为吸附剂使用[[46], [47], [48]]。因此，本研究评估了Mg、Ca和Be碱土金属氧化物形式对AC的吸附能力（图2）。所研究的吸附剂模型为Mg12O12、Ca12O12和Be12O12纳米笼，通过几何优化实现了能量降低的结构。然后，为了进一步评估AC材料与纳米笼之间的双分子相互作用过程，再次进行了优化（图3）。为了研究新的危险AC物质吸附剂，开发了稳定的模型结构，并获得了相关的特性和特征。
