文献速览| 仿生可穿戴“铜芯”乙烯传感器

2026年4月8日，Nature Communications文献《一种受植物受体启发的亚铜配合物，用于可穿戴式痕量乙烯气体传感》

1. 核心问题
如何开发一种能在室温下工作、无需贵金属催化剂、兼具高灵敏度与高选择性的可穿戴乙烯传感器，以满足农业监测和工业管道泄漏检测的实际需求。

2. 研究思路
受植物乙烯受体启发，设计并合成了一种由半胱氨酸与CuCl2反应生成、具有S桥联Cu+活性中心的仿生半胱氨酸铜（Cu2Cyt）配合物。将其与二维导电材料MXene复合，制备柔性传感器。利用Cu+与乙烯C=C双键的特异性π络合作用进行识别，并通过络合物向MXene的电子转移（ET）产生电阻信号。

3. 关键结果
1) 实现了室温、无贵金属的高性能、高选择性乙烯检测，检测限低至1.07 ppb，响应/恢复时间为51/92秒，在0.05-0.5 ppm范围内灵敏度为3.64%·ppm-1。
2) 具备优异的柔韧性、重复性和批次间重现性。成功应用于实时监测水果（香蕉、苹果）乙烯释放，并演示了在模拟工业管道泄漏检测中的应用。

4. 创新亮点
1) 仿生设计：模拟植物乙烯受体的Cu+-S活性中心结构，实现了生物识别原理向高性能传感器的转化。
2) 激励探究：揭示“乙烯→Cu2Cyt→MXene”的级联电子转移传感机制，通过DFT与光谱学验证。
3) 性能卓越：在室温、无贵金属条件下，实现了目前低检测限与综合性能。

5. 应用前景
该传感器为农业产后管理（实时监测果实成熟度、新鲜度与腐败）和工业安全（管道乙烯泄漏监测）提供了一种低成本、高性能、可穿戴的实时检测解决方案，在智慧农业和工业物联网领域具有广阔应用潜力。

文献信息：Lulu Xu (许露露), Bohai Zhang (张渤海), Bin Tang (唐宾), Han Xu (徐涵), Hao Zhang (张浩), Zhiqi Zhao (赵志奇), Yijun Liu (刘奕君), Xingyu Chen (陈星宇), Lanlan Li (李兰兰), Jiandong Hu (胡建东), Zhen Zhou (周震) & Junfeng Wu (吴俊锋), A plant-receptor-inspired cuprous complex for wearable trace-level ethylene gas sensing, Nature Communications, 2026, https://doi.org/10.1038/s41467-026-71748-7