纳米材料在化学传感器中的应用及其绿色合成趋势
引言
化学传感器在环境监测、农业、食品安全和疾病检测等领域的应用日益广泛，其发展趋势集中在提高痕量分析的测量灵敏度上。为了实现这一目标，科学家们引入了多种技术，包括使用酶系统、导电聚合物改性以及纳米材料（NMs）的修饰。纳米材料因其独特的性质和行为，在化学传感器的开发中发挥着关键作用。本文将探讨纳米材料在化学传感器中的应用，并重点关注绿色合成纳米材料的趋势。
纳米材料在化学传感器中的应用
纳米材料，特别是纳米颗粒（NPs），由于其高表面织构特性、多结合位点、大表面积和小直径，增强了热力学和非均相反应输运动力学。Qian等人（2021）报道了使用基于纳米材料的电化学传感器检测抗抑郁、抗炎、抗癌、抗病毒和抗真菌等药物化合物。他们指出，纳米材料结构在表面电极上的存在可以显著提高检测限（LOD）、灵敏度、线性范围和选择性。Rahman（2020）在其研究中通过湿化学方法设计了基于甲醛传感器的Cu共掺杂ZnO NPs，证明了纳米粒子的存在可以显著提高LOD值，并且灵敏度比未修改的传感器高10倍。
纳米材料合成的传统方法及其问题
尽管纳米材料在传感器制造中的应用已被证明可以提高其性能，但是，纳米材料合成的传统方法，如气体冷凝、化学沉淀、磨损、热解、离子注入和水热合成等，已成为环境化学领域的一个新问题。这些方法使用多种危险化学品，对环境和人类健康构成威胁。此外，一些方法成本高昂，实施起来具有挑战性，尤其是在放大过程中。
绿色合成纳米材料的趋势
为了解决传统合成方法的问题，纳米材料合成的发展方向正在进入一个新时代，即绿色化学合成方案。绿色合成通常指的是应用清洁、环保、安全、低成本的技术。目前，获得NPs的绿色合成方法逐年增加。文献计量分析表明，使用植物提取物（尤其是叶提取物）的合成方法更受欢迎，因为每种植物的各部分都含有特定的生物活性化合物，使其有可能被开发为合成NPs的天然成分。
植物提取物在纳米材料合成中的应用
植物提取物作为合成NPs的天然材料，因其生物活性化合物的多样性而受到关注。这些天然成分不仅提供了一种环境友好的合成途径，还可能赋予纳米材料额外的生物活性特性。例如，某些植物提取物含有抗氧化剂和抗菌剂，这些特性可以增强纳米材料的功能，并在传感器应用中提供额外的优势。
纳米材料在化学传感器中的应用为提高检测灵敏度和选择性提供了新的可能性。然而，随着对环境保护和可持续发展的关注日益增加，绿色合成纳米材料的方法变得越来越重要。通过利用植物提取物等天然材料，我们可以开发出既环保又高效的纳米材料合成方法，这不仅有助于减少环境污染，还可能促进化学传感器技术的进一步发展。未来，我们期待看到更多创新的绿色合成策略，以及它们在化学传感器和其他高科技应用中的广泛应用。