过渡金属掺杂WSe₂单层

肺癌呼气早筛

用密度泛函理论筛选出的三种掺杂单层对早期肺癌呼出气标志物表现出差异化敏感，有望实现VOC混合气体的定性分析并减少交叉敏感。

Wenhao, Jiang · Jianjun, Cao · Mingxiang, Wang · Qingbin, Zeng · 张镱议 · 刘捷丰 · 徐敏 · 贾鹏飞

Surfaces and Interfaces 2024

技术优势

吸附能力显著增强

掺杂Cu、Pd、Ru后，WSe₂单层对五种VOCs的吸附能比原始结构显著提高，有利于气体捕获和传感响应。

热稳定性好

三种掺杂结构具有良好的热稳定性，确保材料在高温脱附条件下保持结构完整，可重复使用。

差异化敏感减少交叉干扰

Cu掺杂对五种VOCs均显示明显带隙变化，而Ru掺杂只对其中三种灵敏度最高，这种差异可用于区分混合气体组分，降低交叉敏感。

应用场景

• 呼出气传感：作为敏感材料直接检测肺癌呼出气中的VOC标志物，替代传统半导体气体传感器。
• 癌症早筛：集成到便携式呼气分析设备，实现对早期肺癌的无创快速初筛。
• 二维材料传感器：利用二维WSe₂的高比表面积和可调电子特性，提升气体传感器的灵敏度和选择性。