检测一氧化氮（NO）对跟踪空气质量至关重要，因为燃烧化石燃料产生的NO排放会导致酸雨和雾霾等问题。在医学领域，NO作为一种重要的信号分子，作为哮喘的生物标志物。一个研究团队引入了一种能够可逆检测NO的新材料。这种材料在低功耗下工作，并具有高灵敏度和特异性：它是一种注入铜的二维金属有机框架（MOF），并具有电导性。
金属有机框架（MOFs）的结构像一个晶格，具有通过有机链（配体）相互连接的金属“节点”。一种新型的 MOFs 被称为导电框架，由分层结构组成。这些二维导电 MOFs（2D-cMOFs）已显示出作为化学电阻传感器的巨大潜力，这些传感器在与特定分子相互作用时会改变其电阻。这一特征可能导致对有害气体的高灵敏度和低功耗检测。然而，这些系统面临着与多种气体的交叉反应以及由于分析物的永久结合而导致的有限重复使用性等问题。
来自达特茅斯学院（美国新罕布什尔州汉诺威）、俄勒冈大学（美国俄勒冈州尤金）和蔚山科技大学（韩国）的Katherine A. Mirica、Christopher H. Hendon及其研究团队，创建了一种可重复使用的 2D-cMOF，旨在精确检测 NO。他们基于铜和六氨基苯制作框架，被标识为 Cu3(HIB)2。使用不同的合成方法（即将连接体与 Cu2+ 离子和醋酸钾溶液以未溶解的粉末形式结合），该团队获得了一种具有显著更高结晶度的材料，结果得到了长约 500 纳米的棒状晶体。
晶体结构由几个层组成，形成六元环的网状排列，通过化学键结合于氮原子的铜离子相互连接。分析和计算研究表明，NO 结合位点位于铜基2D-cMOFs 的 Cu-bis(iminobenzosemiquinone) 单元中。相反，由镍组成的类似化合物未显示出显著的 NO 吸收。看来，携带单一正电荷的铜离子，与双电荷离子共存并且数量有限，在 NO 结合中发挥着关键作用。计算分析表明，当 NO 被吸收时，会导致结构显著扭曲，从而使结合状态不稳定，这可以与 NO 吸附的有利可逆性相关联。
这一创新传感器在室温和 0.1 V 的低电压下有效地检测 NO，具有高灵敏度，检测限约为 1.8 ppb。它可以至少重复使用七次而无需再生。此外，即使在潮湿条件下也记录到了对 NO 的成功定量测量，显示出传感器对 NO 的响应明显高于对其他气体的响应，如二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氨和碳氧化物。
