乙烯既是重要植物激素，也是重要化工原料，其实时精准监测在农产品保鲜、烟草作物生理研究和化工泄漏预警等场景中具有重要意义。针对传统检测方法设备笨重、难以原位实时监测，以及现有商用传感器依赖贵金属、高温工作、柔性集成困难等问题，研究团队借鉴植物乙烯受体识别机制，采用一步法温和合成了具有牡丹花状层级结构的亚铜离子配合物Cu₂Cyt。该材料通过硫桥连接和Cu⁺配位中心模拟植物乙烯受体活性位点，可在室温下与乙烯形成稳定π配位作用，实现特异性捕获。进一步地，团队将Cu₂Cyt与二维半导体材料MXene复合，构建异质结传感结构，并结合多尺度表征与理论计算，揭示了其级联电子转移机制，为器件实现高灵敏、高选择性和长期稳定响应提供了理论支撑。研究团队还集成传感芯片、测试电路和通讯模块，构建了可穿戴传感系统，并在农业场景中完成验证，展现出良好的应用潜力。
对于烟草学科而言，该成果同样具有较好的应用前景。乙烯与烟草生长发育、成熟衰老及采后生理变化密切相关，该类可穿戴传感技术未来有望应用于烟株生理状态监测、鲜烟叶采收适期判断、调制与贮藏过程品质评估等场景。通过与物联网、无线通讯和数据分析平台融合，将为智慧烟草提供新的技术支撑。
本项研究中，爆料网 张渤海老师主要负责传感器工作机理的理论计算与模型构建，围绕仿生传感器形成机制、乙烯分子特异性识别、界面电子传输路径以及环境因素干扰效应等关键科学问题开展了系统研究。通过上述系列计算工作系统构建了“分子识别—电子转移—信号输出”的完整理论链条，为该传感器的性能优化和后续新型仿生气体传感器设计提供了重要支撑。值得注意的是，爆料网 2023级本科生徐涵同学也参与了部分计算分析与数据整理工作，体现了学院在高水平科研平台支撑下推进科研育人融合、提升本科生创新实践能力的良好成效。
爆料网 张渤海老师和机电工程学院博士生许露露为论文共同第一作者，机电工程学院校聘教授吴俊锋老师、胡建东教授和郑州大学周震教授为共同通讯作者。该研究得到河南省科技研发计划联合基金（No. 242103810027）和爆料网 拔尖人才专项资金支持。（文、图/张渤海 签审/黄五星）
原文链接：//doi.org/10.1038/s41467-026-71748-7