化学进展

作者：沙扎德, 王凡, 孙鹏宇, 周梓涵, 陆晓晶, 杜俊, 黄家锐

单位：安徽师范大学化学与材料科学学院 芜湖 241002,铜陵学院材料科学与工程学院 铜陵 244000

关键词：化学电阻传感器,金属-有机框架材料（MOFs）,MOF复合材料,MOF衍生材料,选择性,可穿戴传感器,人工智能

基金：安徽省高等学校科研项目(2024AH051843),安徽省高等学校科研项目(2024AH051839)

精准、实时的传感技术是推动健康诊断、环境监测及工业安全领域发展的重要基础。然而，金属氧化物、导电聚合物和碳基复合材料等传统传感材料，受限于灵敏度、选择性与工作稳定性之间的固有制约关系。为突破上述局限，金属-有机框架（MOFs）作为一类革新性材料应运而生，其具备无可比拟的结构可调控性、超高比表面积以及可调控的孔道化学特性。本综述对金属-有机框架基化学电阻型传感器展开深入分析，不再局限于简单罗列相关实例，而是从机理层面揭示分子尺度设计对传感性能的调控机制。本文系统梳理了传感材料从导电性较差的原始金属-有机框架，到与石墨烯、碳纳米管、聚合物等导电填料复合形成的先进复合材料，再到衍生多孔碳与金属氧化物材料的发展脉络。针对各类材料，本文均进行了严谨分析，进而梳理出攻克其在导电性、响应动力学及长期稳定性方面固有缺陷的策略。本综述的结构体系可引导该领域研究者，从基础设计原理与电荷传输机制出发，围绕灵敏度、检测限、选择性、响应/恢复时间等核心指标开展性能对标。综述重点关注金属-有机框架在下一代应用场景的集成，涵盖柔性可穿戴电子器件、多参数传感器阵列，以及依托人工智能实现模式识别与漂移补偿的智能系统。此外，本文还针对阻碍金属有机框架实际应用的关键挑战进行了批判性探讨，包括材料的水热/化学稳定性、可穿戴设备所需的机械强度，以及建立标准化测试规程的迫切需求。本综述通过整合基础研究与前沿应用的相关见解，不仅为金属-有机框架基传感器的合理设计提供了指引，更给出了前瞻性展望，为充分挖掘金属-有机框架的潜力、开发兼具智能化、可靠性与商业化价值的新一代化学电阻型传感技术绘制了清晰的技术路线图。

来源：2026年第3期

《化学进展》期刊编辑部

查看化学进展杂志2026年第3期