열역학적 분석과 제일 원리 계산을 통해, 우리는 2차원 MoSi₂N₄ (2D MSN) 단일층이 다양한 위험 가스 분자들을 감지하는 방식을 연구하였다. 이 연구에는 CO, CO₂, NO, NO₂, SO₂, H₂S, NH₃, CH₄, 메탄올 (CH₃OH), 에탄올 (C2H5OH), 아세톤 (C3H6O) 등이 포함되었다. 처음에는 이러한 분자들이 기존 MSN 단층에 약한 결합력 (0.13에서 0.36 eV)을 보였으나, 전하가 부여된 MSN 단층에서는 상당한 정도의 전하 이동 (0.36e 에서 0.67e)으로 인해 강화된 정전기 상호작용을 통해 흡착 에너지가 급격히 증가함을 관찰했다 (0.38에서 0.86 eV). 특히 음전하를 띄는 MSN 단층에서는 H₂S와 NH₃에 대한 흡착력이 크게 향상되었고, 음전하 및 양전하 모두를 띄는 MSN 단층에서는 NO와 NO₂에 대한 흡착력이 높아졌다. 이러한 적절한 흡착 에너지는 MSN 단층의 전자적 성질과 일함수에 변화를 가져와, 효과적인 나노 센서로서의 가능성을 입증한다. 열역학적 분석을 적용하여 MSN 단층이 상온에서 가역적인 감지 기능을 가짐을 확인하였으며, 이런 연구 결과가 게이트 처리된 MSN 단층이 일반적인 환경 오염물에 대해 민감하고 선택적인 나노센서로 작동할 수 있다는 것을 보여준다.