基于二硫化钛（TiSe2）纳米片的物理电阻式呼吸传感器，用于快速实时呼吸监测

《IEEE Sensors Journal》：Physio-Resistive Breath Sensor for Rapid and Real-Time Respiration Monitoring Based on Titanium Diselenide (TiSe2) Nanoflakes

　　

呼吸传感正在重塑先进的非侵入式、实时诊断技术，为个性化健康监测带来新的可能。在追求下一代呼吸传感器的过程中，二维过渡金属硫族化物（TMDCs）材料因其高表面灵敏度和可调的电子特性而展现出显著优势。本研究介绍了一种基于几层二硒化钛（TiSe₂）纳米片（NFs）的生理电阻传感器。TiSe₂属于二维TMDC层状材料，具有适合有效进行物理吸附以实现呼吸湿度检测的优良电子和表面特性。该传感器具有极高的呼吸灵敏度，能够检测到由人类呼吸引起的微小湿度变化。此外，它还具备超快的响应时间和恢复时间（分别约为1.34秒和0.89秒），这些特性使其非常适合用于可穿戴呼吸传感器，能够精确跟踪人体呼吸周期。这些成果归因于TiSe₂的层状结构、高表面积与体积比以及高效的电荷传输性能的综合作用。这一发现确立了TiSe₂作为战略性受体平台的地位，非常适合应用于复杂且先进的下一代传感系统，以实现实时健康和环境监测。

人类呼吸是提供关于各种健康问题/潜在疾病状态的重要信息的重要指标之一，包括全身健康状况、呼吸模式异常、呼吸困难和睡眠呼吸暂停综合征 [1], [2], [3]。呼吸监测涉及分析呼吸频率、呼吸量以及人类呼出气体中挥发性有机化合物（VOCs）和气体的组成 [4], [5], [6]。这些成分对于早期发现和诊断多种疾病至关重要。此外，这种技术是非侵入性的，对患者非常友好，便于样本采集。