NANOF研究路线图|国际领先专家合作撰写：推动可持续发展和生活质量的可打印传感器“全球路线图”
通过提供来自我们周围世界的实时数据，传感器可以帮助人们就如何使用资源以及改善家庭、城市、环境、安全、医疗保健等方面做出更明智的决策。
该路线图的首席作者、加拿大西蒙弗雷泽大学的 Vincenzo Pecunia 教授表示：“传感器确实可以通过无数种方式帮助我们让生活变得更轻松、更可持续。” 他指出：“例如，传感器可以实现更安全的医疗检查和有针对性的医疗保健，帮助农民提高产量，通过准确的食物腐败检测来减少食物浪费，以及尽早发现野火从而防止其灾难性的后果。”
在这份全球路线图中，国际专家团队深入探讨了 44 种可打印传感器技术的现状和未来趋势，这些技术可以对光、辐射、力、温度、气体、化学物质和生物物质等多种刺激做出响应。
“全球路线图”的首席作者、加拿大西蒙菲莎大学Vincenzo Pecunia教授
实现所有这些应用的关键，在于传感器的大规模普及，从而生成大量关键性数据。这意味着科学家们需要致力于研发易于制造、低成本的传感器技术。
Pecunia教授指出：“基于可打印材料的传感器提供了一个理想路径，因为它们可以在室温下使用简单的印刷和涂层方法制造，且能耗非常低。”可用于制造此类传感器的可打印材料包括有机半导体、钙钛矿、石墨烯、以及各种纳米材料。
相比之下，当今常用的传感器通常采用成本高昂、碳足迹大的技术制造，往往需要高达1,000摄氏度以上的温度。这种传统传感器的成本和碳足迹限制了它们在大规模普及的可能性，而大规模普及是实现广泛应用和影响的必要条件。
尽管可打印传感器技术前景广阔，但全球路线图的作者们指出，需要克服这条路径上的剩余障碍，并致力于释放这些技术的全部潜力。他们的最终目标是通过该路线图催生可打印传感器技术的进一步研究，推动我们迈向造福全人类的绿色传感器革命。
以下是为“全球路线图”做出贡献的部分知名专家对具有代表性的可打印传感器技术的更深入见解：
华中科技大学唐江教授
华中科技大学唐江教授在全球路线图中贡献了 “基于卤素钙钛矿的X射线探测器”章节。唐江教授指出：“卤素钙钛矿可通过刮涂法、喷涂法等印刷技术完成大面积制备，直接与后端读出阵列集成，实现高灵敏度、高空间分辨率的X射线平板探测器。尽管卤素钙钛矿在X射线面阵探测上展现出了良好的应用前景，但目前仍存在许多挑战，包括最优材料组分探索、多晶膜密度优化、器件暗电流抑制、响应速度提升和电路集成等”。
南京理工大学李宁教授
美国加州大学圣地亚哥分校吴子雅教授
南京理工大学李宁教授与美国加州大学圣地亚哥分校吴子雅教授贡献了关于“可打印近/短波红外有机光电探测器”的章节。李宁教授与吴子雅教授指出：“溶液法制备的有机半导体具有吸收系数高、机械性能好、生物兼容性佳等优势。近红外波段的有机光电探测器发展迅速，但是在具有重要应用价值的短波红外波段，其性能仍然不尽人意。主要原因是短波红外有机半导体的窄带隙加剧了噪声生成以及光生载流子复合。因此，需要从材料和器件工程方面入手，系统研究载流子产生、输运、复合等过程”。
加拿大滑铁卢大学李玉宁教授
加拿大滑铁卢大学李玉宁教授贡献了关于“基于共轭聚合物的温度传感器”的章节。李玉宁教授指出：“基于共轭聚合物的温度传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤、生物医学设备和食品包装等领域展现出巨大潜力。随着新型共轭聚合物材料、基板和制造技术的不断发展，这种创新型温度传感器有望很快被广泛采用”。
文章介绍
Vincenzo Pecunia, Luisa Petti, Joseph Andrews, Riccardo Ollearo, Gerwin H. Gelinck, Bahareh Nasrollahi, Javith Mohammed Jailani, Ning Li, Jong H. Kim, Tse Nga Ng, Hanru Feng, Zhizhou Chen, Yupeng Guo, Liang Shen, Emmanuel Lhuillier, Lidia Kuo, Vinod K. Sangwan, Mark C Hersam, Beatrice Fraboni, Laura Basirico, Andrea Ciavatti, Haidu Wu, Guangda Niu, Jiang Tang, Ge Yang, Doup Kim, Derek Dremann, Oana Jurchescu, Dmytro Bederak, Artem Shugla, Pedro Costa, Nikola Perinka, Senentxu Lanceros-Mendez, Alex Chortos, Saurabh Khuje, Jian Yu, Shenqiang Ren, Antonello Mascia, Mattia Concas, Piero Cosseddu, Robert J Young, Tomoyuki Yokota, Takeo Somoya, Sung Jae Jeon, Naixin Zhao, Yuning Li, Darpan Shukla, Shuang Wu, Yong Zhu, Kuniharu Takei, Yubin Huang, Jean Spiece, Pascal Gehring, Krishna Persaud, Eduard Llobet, Soufiane Krik, Sahira Vasquez, Martina Aurora Costa Angeli, Paolo Lugli, Barbara Fabbri, Elena Spagnoli, Arianna Rossi, Luigi G Occhipinti, Chenyu Tang, Wentian Yi, Dafydd Ravenscroft, Tharun R. Kandukuri, Zain Ul Abideen, Zahra Azimi, Antonio Tricoli, Almudena Rivadeneyra, Sara Rojas, Andrea Gaiardo, Matteo Valt, Vardan Galstyan, Dario Zappa, Elisabetta Comini, Vincent Noel, Giorgio Mattana, Benoit Piro, Elliot Strand, Eloise Bihar, Gregory L. Whiting, Bajramshahe Shkodra, Mattia Petrelli, Giulia Moro, Ada Raucci, Antonella Miglione, Stefano Cinti, Alexander J. Casson, Zixin Wang, David Bird, John C. Batchelor, Le Xing, Liam S. J. Johnson, Aula A. Alwatter, Adrica Kyndiah, Fabrizio Antonia Viola, Mario Caironi, Faris M. Albarghouthi, Brittany N. Smith, Aaron D. Franklin, Arnab Pal, Kaustav Banerjee, Zachary T. Johnson, Jonathan C. Claussen, Akshay Moudgil and Wei Lin Leong
期刊介绍
- 2022年影响因子：2.1 Citescore：4.3
- Nano Futures（NANOF，纳米展望）是一本具有高影响力的多学科、交叉学科期刊，捕捉开拓性研究和对纳米科学产生长远影响的未来导向性研究。这本期刊将为纳米领域的科研人员提供一个独特的新平台。在快速发表具有重大发现的研究工作的同时，首要任务是将具有高影响力的内容与高质量的作者服务相结合。