Riċentement, il-Laboratorju tat-Teknoloġija tas-Sensing ta 'Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology, l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi (SIIST) għamel progress importanti fir-riċerka ta' sensuri fluworexxenti b'film irqiq. Dan ix-xogħol jipprovdi strateġija effettiva għall-preparazzjoni ta 'sensuri fluworexxenti ta' film irqiq eċċellenti, u jivverifika b'mod sperimentali u teoretikament jikkalkula l-proċess sinerġistiku ta 'sensing ta' fluworexxenza u assorbiment tal-gass.
F'dawn l-aħħar snin, sensuri fluworexxenti b'film irqiq kellhom rwol kruċjali fil-qasam tas-sensing tal-gass, speċjalment fil-qasam tas-sensing ta 'perikli soċjali bħal splussivi, aġenti tan-nervituri u drogi. Minħabba s-sensittività għolja, ir-rispons u s-selettività tagħhom, huma waħda mit-teknoloġiji l-aktar promettenti għall-iskoperta ta 'traċċi ta' sustanzi. Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-materjali sensittivi fluworexxenti jbatu minn effett aggregat ta 'tifi tal-fluworexxenza (ACQ) u fenomenu ta' photobleaching, li jagħmel materjali ta 'sensing fluworexxenti li jissodisfaw ir-rekwiżiti ta' applikazzjonijiet prattiċi rari. Dan jillimita ħafna l-applikazzjoni ta 'materjali sensittivi fluworexxenti fl-iskoperta tal-gass, u hemm ħtieġa urġenti li jiġu żviluppati materjali sensittivi ġodda ta' prestazzjoni għolja għal sensing tal-gass. Bil-mira tal-problemi ta 'effiċjenza fqira tal-kwantum tal-fluworexxenza fl-istat solidu u fotostabbiltà fqira ffaċċjata minn materjali ta' sonda fluworexxenti organiċi b'film irqiq, ir-riċerkaturi żviluppaw tip ġdid ta 'sensur tal-gass fluworexxenti b'film irqiq ospitanti-mistieden b'3S għoli (sensittività, selettività, stabbiltà ) għall-analiti tal-gass billi jitpoġġa mistieden fluworexxenti organiku fuq qafas metall-organiku (MOF), li pprovda metodu flessibbli għall-kostruzzjoni ta' sensuri fluworexxenti b'film irqiq biex jissodisfaw ħtiġijiet differenti. approċċ flessibbli.
F'dan ix-xogħol, il-molekula ACQ Me4BOPHY-1 intużat bħala mistieden organiku inkapsulat, li kien inkorporat f'qafas metall-organiku ZIF-8 bl-użu ta' metodu ta 'sinteżi ta' fażi solida sempliċi, u l-karatteristiċi ta 'emissjoni fluworexxenti tiegħu ġew aġġustati billi jiġi aġġustat il-proporzjon tat-tagħbija. L-MOFs (ZIF-8) ipprovdew lill-molekula mistieden b'L-MOFs (ZIF-8) jipprovdu nanokavitajiet varji għall-molekuli mistiedna, u b'hekk tnaqqas l-awto-aggregazzjoni ta 'fluworexxenti molekuli u jegħleb b'mod effettiv l-effett ACQ ta' Me4BOPHY-1. L-effiċjenza quantum tal-fluworexxenza fl-istat solidu (QY) tal-molekula żdiedet minn 0.76% għal 19.72% bi proporzjonijiet differenti ta 'molekuli mistiedna. Barra minn hekk, inkisbet l-identifikazzjoni tal-fażi tal-gass tad-dietil chlorophosphate (DCP), analogu tal-aġent tan-nervituri sarin (Figura 1).
Figura 1. Titjib tal-effiċjenza quantum tal-fluworexxenza u l-prestazzjoni tas-sensing ta 'sondi ta' molekula żgħira fluworexxenti organiċi li jużaw strutturi inkorporati ospitanti-mistieden.
Studji ta 'adsorbiment tar-raġġ tal-cantilever MEMS wrew li l-arrikkiment minn qabel tas-sensor MOF inkorporat host-mistieden għall-gass li għandu jitkejjel mogħni s-sonda b'kapaċità eċċellenti ta' sensing tal-gass, b'ħin ta 'rispons sa 3 s u limitu ta' sejbien baxx. bħala 1.13 ppb. Barra minn hekk, l-effett tal-gaġeġ tal-MOF itejjeb is-selettività tal-analite, u l-Me4BOPHY-1＠ZIF-8 huwa selettiv ħafna għall-gass li jinterferixxi HCl. -8 hija aktar dgħajfa b'mod sinifikanti b'reazzjoni għall-gass li jinterferixxi HCl, li kien inevitabbli fil-letteratura preċedenti. Sadanittant, l-"effett tal-gaġeġ" tal-istruttura tal-qafas organometalliku jiżgura wkoll il-fotostabbiltà tajba u l-istabbiltà termali tas-sensor. It-temperatura tad-dekompożizzjoni termali tal-molekuli organofluworexxenti żdiedet minn 200 grad għal 527 grad, u l-intensità tal-fluworexxenza inizjali nżammet anke wara 4800 s ta 'irradjazzjoni bil-lejżer fil-medda ta' eċċitazzjoni. Fil-qosor, l-istrateġija tad-disinn inkorporat tas-suġġett-oġġett tipprovdi sensur tal-gass fluworexxenti b'film irqiq b'3S għoli (sensittività, selettività u stabbiltà) għal analiti tal-gass, u toffri metodu flessibbli biex jinbnew sensuri fluworexxenti b'film irqiq biex jissodisfaw ħtiġijiet differenti. Hija proposta strateġija ta 'disinn avvanzat għal sensuri fluworexxenti b'film irqiq b'applikazzjonijiet promettenti f'sensing ta' gass perikoluż (Figura 2).
Figura 2. Is-senser MOF inkorporat tal-host-mistieden jirrealizza sintesi għolja 3S (sensittività, selettività, stabbiltà)
L-ewwel awtur tad-dokument huwa Zhengqi Shen, student tal-kaptan tal-istitut tagħna, u l-awturi korrispondenti huma Yanyan Fu, riċerkatur, Jiangong Cheng, u Min Tu, riċerkatur żagħżugħ. Ix-xogħol kien assistit ukoll mir-Riċerkatur Żgħażagħ Kai Qi, l-Assoċjat tal-Proġett Xiuyun Jiang u l-Prof. Zhiyong Fan tal-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta 'Ħong Kong. Ix-xogħol relatat kien appoġġjat mill-Programm Nazzjonali ta' Riċerka u Żvilupp Ewlenin tal-Ministeru tax-Xjenza u t-Teknoloġija (2022YFB3203500, 2021YFB3200800), il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina (62022085, 62301544, 618391021, 222021, 22201, u l-Kummissjoni Xjenza u Teknoloġija) (22QA1410800).
