近日，我院先进材料与智能制造团队在电化学传感器领域取得新进展。电化学检测，尤其是阳极溶出伏安法（ASV）因其灵敏度高、检出限低、具有现场实时检测能力等优点，在重金属离子检测中得到了广泛应用。电极传感器是决定电化学检测性能的关键，然而，电极传感器的发展却面临一个两难的困境：未经化学修饰的电极传感器一般性能不佳；化学修饰虽然能提高性能，却使得传感器制备过程复杂，且修饰物易造成测试溶液的污染。
为此，先进材料与智能制造团队提出了一种“预浓缩弛豫”策略，以提高裸传感器的检测性能。在传统的ASV检测中，溶液搅拌持续整个预浓缩环节；本策略提前结束搅拌，在预浓缩环节留下一段弛豫期，使得金属离子充分沉积，易于检测。为了验证这一策略，团队制作了激光诱导石墨烯电极传感器来检测铅离子。实验结果证明了本策略的有效性：采用“预浓缩弛豫”策略后，检测线性范围由30~100μg·L-1扩大到1~100μg·L-1，灵敏度由0.1362μA·(μg·L-1)-1提高到0.1772μA·(μg·L-1)-1（1~5μg·L-1范围内）和0.7081μA·(μg·L-1)-1（10~100μg·L-1范围内）。该方法的检出限达到0.5μg·L-1(S/N=3)，远低于世卫组织制定的饮用水中铅离子标准（10μg·L-1）。
图一“预浓缩弛豫”策略示意图
图二检测性能
本项工作以“Non-modified Laser-Induced Graphene Sensors for Lead-Ion Detection”为题发表在国际学术期刊《ACS Applied Nano Materials》（IF=6.140）上。先进材料与智能制造团队张诚副教授为论文通讯作者，康敏教授参与指导了本项工作；机制专业2019级本科生刘兴业、2020级本科生王信为本文共同第一作者，2019级本科生李建杰、硕士研究生曲梦龙参与了本项工作。
