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化学所利用有机纳米光子学材料实现高效化学气体传感平面烫金机

2023-08-25

化学所利用有机纳米光子学材料实现高效化学气体传感

化学所利用有机纳米光子学材料实现高效化学气体传感 2012 气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置!气体传感器一般被归为化学传感器的一类,尽管这种归类不一定科学。  “气体传感器”包括:半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器等。

光波导传感器具有普通传感器无法比拟的灵敏度高、体积小、抗电磁干扰、便于集成等优点,在气体与生物传感中扮演着越来越重要的角色。

中科院化学研究所光化学院重点实验室的科研人员近年来一直致力于低维有机光子学方面的研究(Acc. Chem. Res., 2010, 43, 409-418),围绕光子学集成器件中所需要的光波导(Adv. Mater., 2011, 23, 1380-1384)、微纳光源(J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 7276-7279)、光子路由器(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 2880-2883)等开展了一系列探索工作。近来,他们又在有机纳米材料电化学荧光上转换方面取得突破(Chem. Commun., 2012, 48, 85-87)。相关工作证实了低维有机材料在纳米光子学领域的巨大潜力,为实现有机纳米光子学传感器件奠定了基础。

最近,在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,科研人员在前期工作的基础上,通过超分子自组装方法制备出二元有机复合纳米带,利用荧光共振能量转移中受体的杠杆效应,制备出高效的酸碱气体传感器。进一步地,他们将有机金属配合物的单晶纳米线引入电化学发光传感体系,实现了对生物分子多巴胺的高效、灵敏的检测(图1),相关工作发表于近期的《先进材料》上(Adv. Mater., 2012, 24, 4745-4749)。

在此基础上,研究人员与活体分析化学实验室合作,制备出有机核/壳纳米结构作为光波导传感器,利用核壳之间的消逝波耦合有效地放大了波导材料对气体的响应,实现了对H2O2气体的快速、高灵敏、高选择性的原位检测。相关结果发表于近期的《先进材料》(Adv. Mater., 2012, 24, OP194-199),并被邀请作为即将出版的《先进光学材料》的内封面文章重点介绍(图2)。

图1 基于低维有机纳米材料的电化学发光传感器,可实现对生物分子多巴胺的高效、灵敏检测。

图2 封面文章:有机核壳纳米线用于快速、灵敏、高选择性的光波导气体传感器

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