Giorgio Sberveglieri教授是应用物理学和功能材料及其应用开发领域的领军学者，自20世纪70年代起，Sberveglieri教授便开始了他在薄膜太阳能电池领域的职业生涯，随后转向气体传感器领域。他最初专注于薄膜技术的开发，随后致力于开发功能化金属氧化物层的纳米线技术。他的工作涉及了对合成技术的深入研究，以控制和优化微观和纳米尺度上的材料结构，优化传感器的受体和传感器功能。他还专注于这些设备和电子鼻系统在环境监测、医学、食品质量、安全与安保等不同应用领域的开发利用。
为庆祝Sberveglieri教授75岁生日，Chemosensors 期刊很荣幸地策划了专题特刊并收集了不同研究团队的杰出研究成果，旨在向Sberveglieri教授致以崇高的敬意与诚挚的祝福。在此，我们特别遴选出五篇代表性文章，这些精选之作希望可以为全球范围内致力于功能材料、化学传感及相关领域的学者提供宝贵的启示与参考，进一步推动该领域的蓬勃发展。
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1.Metal Oxide Semiconductor Gas Sensors for Lung Cancer Diagnosis
金属氧化物半导体气体传感器在肺癌诊断中的应用
Guangyao Li et al.
肺癌是全球范围内在不同年龄段人群中最为常见的严重疾病，晚期诊断是导致其高死亡率的主要因素。因此，迫切需要针对肺癌的早期筛查。呼吸分析是一种非侵入性、低成本且用户友好的肺癌诊断方法，在各种呼吸传感器中，金属氧化物半导体 (MOS) 气体传感器因其高气体响应、快速响应时间、鲁棒性和较低的价格等特点而受到广泛关注。本综述着重强调了MOS气体传感器在检测肺癌患者呼出气体中的挥发性有机化合物 (VOCs) 方面的关键作用。它介绍了MOS气体敏感材料的基本工作机制，总结了一些适用于检测潜在肺癌生物标志物的高性能MOS材料，并提供了性能增强策略。本综述还对传感器阵列及其模式识别算法进行了简要介绍。最后，文章讨论了开发MOS气体传感器用于肺癌筛查所面临的挑战，并展望了使用电子鼻进行大规模早期肺癌筛查的前景。
2.SIFT-MS: Quantifying the Volatiles You Smell… and the Toxics You Don't
选择性离子流管质谱 (SIFT-MS)：量化你能闻到的挥发性物质……以及你闻不到的有毒物质
Vaughan S. Langford
人类的嗅觉系统对广泛的挥发性有机化合物 (VOCs) 极为敏感，然而其敏感度会因化合物的化学功能不同而存在相当大的差异。虽然大多数人能够感受到某些食物、饮料和香料的感官属性，并且有时能够察觉到挥发性化学危害，但许多VOCs在低于人类嗅觉检测阈值时就已经具有危害性。选择离子流管质谱法 (SIFT-MS) 自20世纪90年代中期以来，已被广泛应用于各种领域的挥发性有机化合物 (VOC) 的定量分析，包括食品、工作场所安全、环境监测，以及近年来更广泛地应用于药物测试。选择性离子流管质谱 (SIFT-MS) 已在食品产品、工作场所安全、环境监测乃至药物测试等领域被广泛应用于VOCs的定量分析。本综述对SIFT-MS在气味分析以及工作场所、环境和消费者保护中的应用进行了调查，特别关注了这种实时质谱分析仪与传感器技术和传统实验室技术 (尤其是气相色谱-质谱联用技术，GC/MS) 之间的互补性。
3.Formaldehyde Gas Sensors Fabricated with Polymer-Based Materials: A Review
基于聚合物材料的甲醛气体传感器：综述
Yuru Min et al.
甲醛被视作一种常见的室内污染物，对人体健康构成极大危害，这也引发了相关部门对其准确检测的高度关注。当前，已有比色法、气相色谱法、液相色谱法等用于甲醛检测的方法。在这些方法中，气体传感器在气态甲醛的常规检测中展现出卓越的性能，其特点在于极快的响应速度与超高的灵敏度。相较于基于小分子的甲醛检测传感器，基于聚合物的传感器虽然灵敏度稍逊一筹，却以更高的选择性脱颖而出。这一优势源自于它们能够通过特定的化学反应，实现对甲醛分子的精确识别与检测。聚合物甲醛传感器的多样性令人瞩目，其构造材料广泛且灵活，包括但不限于单一聚合物、分子印迹聚合物 (MIP)、聚合物/金属氧化物复合材料、不同聚合物、聚合物/生物质材料复合材料、聚合物/碳材料复合材料，以及聚合物与其他材料的复合材料的进一步拓展。这些多样化的设计不仅丰富了甲醛检测的手段，也为不同应用场景下的高精度需求提供了定制化解决方案。几乎所有这些传感器在实验室条件下都能检测到ppb级别的甲醛。此外，几乎所有的聚合物纳米复合材料传感器都比单一聚合物传感器具有更优的灵敏度。然而，由于气态甲醛传感器上的敏感涂层大多为亲水性聚合物，传感器在潮湿环境中的检测性能会大幅降低。目前，研究人员正在尝试改进敏感材料或采用湿度补偿方法来优化气态甲醛传感器。提高甲醛传感器的实际性能对于改善室内生活环境具有重大意义。
4.Effects of Vacancy Defects and the Adsorption of Toxic Gas Molecules on Electronic, Magnetic, and Adsorptive Properties of g−ZnO: A First-Principles Study
缺陷对电子、磁性和吸附性质的影响：基于第一性原理的g-ZnO对有毒气体分子吸附研究
Yang Shen et al.
本研究基于密度泛函理论 (DFT) 的第一性原理，系统地探讨了CO、NH3、NO和NO2气体分子在本征石墨烯状氧化锌 (g-ZnO) 和缺陷g-ZnO上的吸附行为。对于本征g-ZnO，引入锌空位 (VZn) 后，NH3、NO和NO2在缺陷g-ZnO体系上的吸附能量显著增加，分别达到1.366 eV、2.540 eV和2.532 eV。同时，随着空位的引入，气体分子在VZn/g-ZnO体系上的吸附高度显著降低，尤其是NH3在VZn/g-ZnO体系上的吸附高度降低到0.686 Å。氧空位 (VO) 的引入显著增强了NO或NO2与VO/g-ZnO之间的电荷转移；这表明缺陷g-ZnO更适合检测NH3、NO和NO2气体。此外，NO和NO2气体的吸附使得g-ZnO产生了1 µB和0.858 µB的磁矩，而VO/g-ZnO上的NO和NO2吸附也产生了1 µB的磁矩。VZn在本征g-ZnO中引入了1.996 µB的磁矩，而CO、NH3、NO和NO2改变了VZn/g-ZnO的磁性。NO2的吸附导致本征g-ZnO呈现金属性质，而NH3气体分子的吸附使VZn/g-ZnO也表现出金属性质，NO和NO2的吸附导致VZn/g-ZnO呈现半金属性质。这些结果有助于丰富缺陷检测手段和气体检测设备的设计。
5.Investigating the Temperature-Dependent Kinetics in Humidity-Resilient Tin–Titanium-Based Metal Oxide Gas Sensors
温度依赖动力学在抗湿度锡-钛基金属氧化物气体传感器中的应用研究
Sandro Gherardi et al.
湿度作为众所周知的干扰因素，对金属氧化物 (MOX) 气体传感器的性能有着显著影响，尤其在环境监测和医学诊断等诸多应用领域中表现突出。本研究选用了两种不同的材料，即纯二氧化锡 (SnO2) 以及锡-钛-铌氧化物混合物 ((SnTiNb)xO2，简称STN)，围绕吸附水对MOX电导率的影响展开了研究。结果表明，与纯二氧化锡相比，(SnTiNb)xO2传感器对湿度的敏感性降低，这也使其在湿度至关重要的应用场景中更具适用性。本研究旨在通过探讨现有文献中的理论研究来阐明这些仍存有争议的材料与水表面相互作用的机制。实验分析涵盖了不同的温度范围 (100~800 ℃)，以理解表面反应的动力学。此外，本研究还展示了一种简短的高温加热方法，能够有效地从传感器表面去除吸附的湿度并运用Arrhenius类图表进行了图形解释，为各种水吸附/脱附现象提供了深刻洞察。总体而言，这项研究有助于更深入地理解湿度在MOX气体传感器机制中的作用，并为传感器的设计和优化提供实际见解。
Chemosensors 期刊介绍
主编：Nicole Jaffrezic-Renault, CNRS/Univeristy of Lyon, France; Jin-Ming Lin, Tsinghua University, China
期刊范围涵盖化学传感理论，机理和检测原理，开发、制造技术，化学分析方法在食品、环境监测、医药、制药、工业、农业等方面的应用。
2023 Impact Factor：3.7
2023 CiteScore：5.0
Time to First Decision：17.1 Days
Acceptance to Publication：2.6 Days
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