DOI: 10.1002/smll.202100438

目前，在室温下使用透明传感器对痕量气体进行高选择性检测仍然具有挑战性。本文报道了由定向一维Au-SnO2纳米纤维组成的透明纳米图案化化学电阻器，其可在可见光照射下检测室温下的有毒NO2气体。将十根直Au-SnO2纳米纤维在带有透明电极的玻璃基板上进行图案化，辅助以直接写入、近场静电纺丝，其极低的传感材料覆盖率（≈0.3％）导致了传感器的高透明度（≈93％）。该传感器对亚ppm级的NO2表现出高选择性、灵敏度和可重复性响应，其检测极限低至6ppb。在可见光下，独特的室温NO2传感源自Au纳米颗粒的局部表面等离子体共振效应，从而实现了无需外部加热器或光源的新型透明氧化物基气体传感器的设计。具有极低覆盖率的纳米纤维的图案化为设计不同组成的气体传感器提供了一种通用策略，这有助于促进透明电子产品和物联网智能窗等一系列新应用的发展。

图1.a）（左）通过NFES制备NF-P传感器的实验过程和（右）可见光照射下使用NF-P传感器检测NO2的示意图；b）由120个传感器组成的基板；c）通过NFES在传感器基板上形成的Au，Sn/PVP前驱体纳米纤维的扫描电镜图像；d）由NFES制备的5Au-SnO2 NF-P传感器；e）透明5Au-SnO2 NF-P传感器的照片；f）SnO2 NF-P、5Au-SnO2 NF-P、SnO2薄膜和SnO2 NF垫传感器的透射率；g）5Au-SnO2 NF-P、SnO2薄膜和SnO2 NF垫传感器的照片。

图2.a）纯SnO2，b）1Au-SnO2，c）5Au-SnO2和d）10Au-SnO2 NF的低分辨率TEM图像；e）5Au-SnO2 NF的元素映射图；f）直径约为11.4±3nm的Au纳米颗粒和g）5Au-SnO2 NF中SnO2的高分辨率TEM图像。

图3.a）在红、绿和蓝光照射下，SnO2薄膜、SnO2 NF垫、SnO2 NF-P和5Au-SnO2 NF-P传感器对5ppm NO2的气体响应。b）在不同的照明条件下，5Au-SnO2传感器对5ppm NO2的瞬变感应；c）在红、绿和蓝光照射下，SnO2和Au负载SnO2传感器对NO2的响应。d）在蓝色LED灯下，5Au-SnO2传感器的气体选择性（N：NO2，E：乙醇，X：对二甲苯，T：甲苯，B：苯，F：甲醛，A：氨，H：氢。对NO2的气体响应：RgRa-1，对所有其他气体的气体响应：RaRg-1）。e）在蓝光下，5Au-SnO2传感器对0.125-5ppm NO2的传感瞬变；f）在各种光源照射下，5Au-SnO2传感器对0.125-5ppm NO2的气体响应。

图4.a）在商用白色LED和1.5G阳光照射下，以及b）分别在干燥、50％相对湿度和70％相对湿度的大气中，暴露于5ppm NO2的电阻变化。c）5Au-SnO2传感器的长期稳定性为1个月。d，e）可以与智能手机通信的无线NO2传感器模块。f）与物联网相连的NO2传感器在室外/室内环境监测、智能窗和呼出气分析医学诊断等领域的潜在应用。

图5.a）SnO2、1Au-SnO2、5Au-SnO2和10Au-SnO2的光致发光，b）吸收。c）SnO2和Au-SnO2薄膜的IPCE图。

图6.a）添加Au以增强气体响应和b）在可见光照射下恢复的简要示意图。