特种电子是面向空天、航海、极地等极端环境，构建的高可靠、非常规柔性电子材料、器件与系统。特种柔性感知技术融合柔性电子与特种传感原理，可突破传统柔性电子在极端环境中的应用局限，实现多维度信息的可靠采集，为极端场景智能监测与精准控制提供核心支撑。极端温度场景应用亟需发展新一代传感材料。

近日，西北工业大学黄维院士团队王学文教授、许曼章副教授在准一维范德华材料的可控生长与高温柔性传感研究方面取得突破性进展。研究团队提出了一种乙醇辅助化学气相沉积（CVD）新策略，实现了高质量、大长径比TiS₃纳米带的可控制备与规模化生长，构建了可在773 K的高温下长期稳定工作的TiS₃纳米带基柔性应变传感器。该成果以“Scalable Growth of Quasi-1D TiS₃ Nanoribbons for High-Temperature Flexible Strain Sensor”为题，发表在Advanced Materials《先进材料》期刊上。

TiS₃纳米带及其高温感知性能

准一维过渡金属三硫化物（TMTCs）因其在纳米电子、量子技术等领域展现出广阔的应用潜力而备受关注。为此，研究团队前期对准一维TMTCs的结构、制备与性能研究进行了系统性的梳理与评述（Research, 2023, 6, 0066），并在综述中深入分析了CVD制备TMTCs材料面临的共性挑战，即极窄的生长窗口与极高的参数敏感性所导致的高质量生长与形貌精准调控难题。为攻克这一难题，团队创新性引入乙醇调控钛源（TiCl₄）释放速率来精准控制反应动力学，实现了TiS₃纳米带阵列在SiO₂/Si基底上的垂直、规模化生长，所制备的TiS₃纳米带结晶性高、组分均匀、结构稳定，厚度可薄至10 nm、长度达140 μm（长径比高达260）。团队开发了超快粘附转移技术，可将垂直生长的纳米带一步直接转移至任意柔性或刚性基底，单根TiS₃纳米带室温电导率达3.1×10⁴ S/m，电阻温度系数低至0.00139 /K，且在80-593 K宽温区内保持稳定，体现了其作为纳米级互连材料的潜力。基于TiS₃纳米带网络构建的柔性应变传感器表现出高灵敏度（应变系数GF达135.3）和宽检测范围（40-7400 με），云母基TiS₃纳米带柔性应变传感器可以在773 K的高温下实现对低至40 με的稳定检测。该研究工作为准一维TMTCs材料的可控、规模化制备开辟了新路径，所制备的高质量TiS₃纳米带凭借其优异的长径比与结构稳定性，在高导互联、高温传感及未来集成纳电子系统等领域展现出广阔的应用前景，为下一代高性能纳米器件的开发提供了理想平台。

柔性电子研究院博士生陈梦迪为论文第一作者，王学文教授、许曼章副教授为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、教育部学科突破计划、中央高校基本科研业务费、西北工业大学分析测试中心开放测试基金等经费的支持。

近年来，特种电子青年团队不断探索新兴交叉学科“柔性电子学”人才培养新方法，不断探析柔性电子在多场耦合下的新现象与新原理，不断探究特种柔性感知在极端条件下的应用边界，不断探寻柔性电子服务国家重大应用的智胜之道。相关基础研究成果已在Nat. Commun.（4篇）、Adv. Mater.（10篇）、J. Am. Chem. Soc.（2篇）、Research（3篇）等国际权威学术期刊发表学术论文80余篇，同行引用11000余次；获授权中国发明专利20余项、美国专利2项。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202522247

（文字：陈梦迪 图片：陈梦迪 审核：王学文）