近日，我院材料加工工程专业研究生周逸文同学在陶瓷材料领域著名期刊《Journal of Advanced Ceramics》（IF: 16.9）发表了题为“Urchin-like Na-doped zinc oxide nanoneedles for low-concentration and exclusive VOC detections”的研究论文。该论文为调节金属氧化物电子结构和表面状态，提升其超低浓度下对肺癌标志性挥发性气体的响应提出了新方案。

金属氧化物对挥发性有机气体一直表现出良好的应用性能，能够实现对肺癌标志性气体的响应。异价碱金属离子掺杂作为一种有效的改性手段，在提升气体响应方便得到了广泛的应用。在实验中，采用柠檬酸作络合剂，通过改变NaF和柠檬酸的比值，对掺杂后的气体传感器在ppb浓度下对肺癌标志性挥发性气体的响应性能进行评价。研究结果显示，随着柠檬酸掺杂量的增加，Na离子的有效掺杂量逐渐增加，并在比例为3时达到最佳值，并获得了最大的氧空位和最窄的禁带宽度，表明Na离子掺杂对金属氧化物的电子结构和表面价态有一定的影响。所获得的传感器在小于5 ppm浓度下对肺癌标志性气体甲醛仍然表现出高的灵敏度（~21.3 @ 5 ppm/50%RH），是纯ZnO的7倍，同时具有较好的选择性，良好的重复性和长期稳定性。研究发现，Na离子的有效掺杂能够提高氧空位的浓度，引入杂质能级，显著提高传感器的响应，验证了新研发的金属氧化物气体传感器具有优异的气敏性能。

研究生周逸文为第一作者，张超教授为通讯作者，我院为第一完成单位。论文得到了江苏省杰出青年基金项目，扬州市科技计划项目，扬州大学青蓝工程和江苏省研究生科研与实践创新计划项目的资助。