从金属氧化物纳米材料的不同形态发展而来的高性能多功能气体传感器在工业、医疗和消防领域有着举足轻重的作用。值得注意的是，金属氧化物纳米纤维（MOx NFs）具有高比表面积、优异的孔隙率和多孔结构，可以有效克服传统材料传感性能差、响应时间长、稳定性弱的缺点，在气体传感中发挥着至关重要的作用。

近日，西安工程大学王春兰教授和陕西师范大学卢红兵教授等人综述了MOx NFs提高气敏性的材料设计策略，包括1）金属/非金属掺杂/改性MOx NFs；2）MOx基异质结NFs（MOx/MOx异质结NFs、MOF-based/MOx异质结NFs、MOF-based MOx/MOF-based MOx异质结NFs）；3）二维材料/MOx异质结NFs（石墨烯/MOx异质结NFs、TMDs/MOx异质结NFs）；4）金属掺杂/改性MOx基异质结NFs；5）MOx NFs的特殊形貌（MOx aligned NFs、MOx/MOx Janus NFs、MOx/MOx core-shell NFs），同时着重在每种类型的材料设计体系中，对相关的气敏增强机理进行了阐释，希望结合丰富的相关气敏科研工作报道，加深对气敏领域的材料设计、气敏机理与气敏性能之间关系的理解。最后，对MOx NFs气敏材料的设计及其气敏传感器的创新提出展望。

MOx NFs基气敏材料虽然取得了明显的进展，但仍有一些科学问题和实际应用尚未研究甚至解决，这也指出了未来进一步工作的发展方向：

1） 选择合适的材料构建MOx NFs异质结构方面，还有许多新的材料有待开发，如黑磷、MXene、晶态/非晶态多金属氧化物（如InGaZnO）等。另外，NFs的其他形态可以进一步调控，如螺旋和交联等；

2)  在满足气敏检测性能的同时，有效降低气体传感器的工作温度，特别是室温下的空气质量监测；

3）湿度对传感性能的影响，可能导致不准确的信号反馈和传感器故障。此外，其他环境因素如照度、辐照度和灰尘等造成的潜在干扰需要考虑和解决；

4）在MOx NFs气体检测方面，对一些特殊气体的研究很少，如神经毒气和稀有气体等；

5) 开发合适类型高性能MOx NFs气体传感器，如基于场效应晶体管的传感器、电导传感器和化学电容传感器等；

6) 加强MOx NFs气体传感器的实际应用，如实现室内外环境检测和车内环境检测；利用人体释放的微量气体快速检测肺癌、肾脏和口腔疾病；与嵌入手套、服装的纺织工艺相结合，实现柔性可穿戴电子产品；在食品质量方面，检测水果、水产品和肉类的腐烂情况等。

总之，随着气敏材料设计和相应传感技术的发展，高性能新型MOx NFs基气敏材料和创新气敏传感器的设计必将在智能和可穿戴技术的发展中开辟新领域，发挥不可或缺的作用。

相关研究内容以“Material design and mechanism interpretation of metal oxide nanofibers for improving gas sensitivity”为题发表在《Coordination Chemistry Reviews》，西安工程大学王春兰教授为该文章的第一作者，且为该文的通讯作者。

文章下载链接：

https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.216492

人物简介：

王春兰，西安工程大学物理系教授。主要研究方向为低维气敏材料与传感器、高性能场效应晶体管及其应用。陕西省高校第五批“青年杰出人才支持计划”，西安市科协科技智库专家第一批次，教育部“中西部高校青年骨干教师国内访问学者”，西安工程大学“差异化”高层次人才。发表Coordination Chemistry Reviews，Nano Today，Sensors and Actuators B: Cical，IEEE Electron Devices Letters，IEEE Transactions on Electron Devices等期刊学术论文50余篇，出版著作两部；授权国家专利10余项。国内外多家期刊（如Journal of Materials Chemistry C、Nanoscale等）审稿人。

卢红兵，陕西师范大学物理系教授。主要研究方向为柔性气敏材料与传感器、低维纳米材料的应用研究。陕西省“中青年科技创新领军人才”，陕西省青年科技新星，在Advanced Functional Materials 、Chemical Engineering Journal、Sensors and Actuators B: Chemical、Applied Physics Letters等期刊上发表论文90余篇。国内外多家期刊（如Sensors and Actuators B: Chemical、Journal of Alloys and Compounds等）审稿人。