化学ガスセンサーにおけるグラフェン量子ドットの最近の進歩

0Dグラフェンナノ材料としてのグラフェン量子ドット（GQD）は、顕著な物理化学的特性と調整可能な電子構造により、化学物質のガスセンサーへの関心を高めてきました。GQDSに関する研究は過去数十年にわたって活況を呈しており、蛍光ベースのイオン感覚、バイオセンシング、バイオイメージング、電気化学、光電気化学など、GQDの他のさまざまなセンシング原理に関する多くの優れたレビュー記事が提供されてきました。、および電気化学センスセンシング、および治療、エネルギー、触媒の用途。しかし、これまでのところ、化学ガスセンシングの分野でのGQDの適用に関する単一のレビュー記事はありません。これは、GQDベースの複合材料を使用して報告された化学ガスセンサーに焦点を当てたこのレビューを書くための主なインスピレーションです。このレビューでは、GQDとその複合材料のさまざまな合成戦略、ガスセンシング強化メカニズム、および結果として生じるセンシング特性が示されています。最後に、提出された上記のアプリケーションにおけるGQDの現在の課題と将来の見通しは、高度なGQDSベースのガスセンシング材料と新しい機能性を備えた革新的なガスセンサーのより合理的な設計について議論されています。

Graphene quantum dots (GQDs), as 0D graphene nanomaterials, have aroused increasing interest in chemiresistive gas sensors owing to their remarkable physicochemical properties and tunable electronic structures. Research on GQDs has been booming over the past decades, and a number of excellent review articles have been provided on various other sensing principles of GQDs, such as fluorescence-based ion-sensing, bio-sensing, bio-imaging, and electrochemical, photoelectrochemical, and electrochemiluminescence sensing, and therapeutic, energy and catalysis applications. However, so far, there is no single review article on the application of GQDs in the field of chemiresistive gas sensing. This is our primary inspiration for writing this review, with a focus on the chemiresistive gas sensors reported using GQD-based composites. In this review, the various synthesized strategies of GQDs and its composites, gas sensing enhancement mechanisms, and the resulting sensing characteristics are presented. Finally, the current challenges and future prospects of GQDs in the abovementioned application filed have been discussed for the more rational design of advanced GQDs-based gas-sensing materials and innovative gas sensors with novel functionalities.