近日，實驗室王升富教授電化學(xué)與電分析化學(xué)團隊在期刊Coordination Chemistry Reviews上發(fā)表題為“Self-powered electrochemical sensor based on photoelectrode: An up-to-date review”的綜述論文。實驗室王升富教授和副主任文為教授為論文共同通訊作者，已畢業(yè)博士研究生祝俊倫為論文第一作者，湖北大學(xué)通訊作者單位（圖1）。該工作得到國家自然科學(xué)基金資助。

圖1 論文首頁

自供能電化學(xué)傳感器（SPES）是一種無需外接電源的、集成供能與檢測雙重功能的分析傳感裝置。與傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器相比，SPES具有許多潛在的優(yōu)勢，例如易于小型化、易于便攜式化、可無線傳輸、可智能化和可供給能量等。在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能高速發(fā)展的大背景下，智能傳感設(shè)備的自供能運行是一種理想的選擇。然而，由于供能方式的限制，智能式、便攜式、可植入式電化學(xué)傳感設(shè)備運行所需能量的供給已成為一個重要的問題。因此，開發(fā)新一代多功能傳感設(shè)備用于疾病篩選、環(huán)境監(jiān)測等方面將是未來傳感器發(fā)展的熱門研究領(lǐng)域。

作為電化學(xué)傳感器的重要分支，SPES正處于蓬勃發(fā)展的時期，不同供能方式和傳感策略相關(guān)的研究進展被廣泛的報道。但是，這些SPES仍然存在自供能效率不足（輸出電壓、功率密度較低）、環(huán)境能量（底物、光等）利用效率低等問題。本論文系統(tǒng)總結(jié)了基于光電極的自供能電化學(xué)傳感器的研究進展（圖2）。首先，本文概述了光電極的種類、特點和改進設(shè)計策略。隨后介紹了基于光電極的不同SPES在特定目標物檢測中的分類和應(yīng)用。此外，還詳細討論了基于光電極的SPES的優(yōu)缺點。最后，總結(jié)了基于光電極的SPES在可穿戴傳感設(shè)備和便攜式傳感設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域的潛在用途并對SPES的相關(guān)瓶頸和未來發(fā)展路徑進行分析。

圖2 基于光電極的自供能電化學(xué)傳感器

據(jù)悉，實驗室電化學(xué)與電分析化學(xué)團隊在王升富教授帶領(lǐng)下發(fā)展20余年，長期致力于電分析化學(xué)與納米材料生物傳感研究，在Advanced Functional Materials、ACS Nano、Chemical Science、Analytical Chemistry、Chemical Engineering Journal、Biosensors & Bioelectronics等國際知名期刊發(fā)表高水平論文200余篇，他引5000余次。團隊至今共承擔(dān)國家自然科學(xué)基金20項（面上15項，青年5項）、中國博士后科學(xué)基金2項、省部級項目20余項。2022年，王升富教授入選美國斯坦福大學(xué)發(fā)布年度全球前2%頂尖科學(xué)家榜單“終身科學(xué)影響力排行榜”。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010854524004417