团队薄膜荧光传感器入选2022化学十大新兴技术

发布日期:2022-10-20 作者: 来源:点击:

10月17日,国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)公布了2022年化学领域十大新兴技术,基于房喻院士团队研究的薄膜荧光传感器入选。

薄膜荧光传感因其优异的灵敏度、选择性、可调性与普适性等特征被认为是继离子迁移谱之后最具发展潜力的微痕量物质探测技术。在对应的器件中,具有荧光活性的分子通常被固定于尺寸可小至1厘米以下合适基质上,形成具有对外界刺激快速可逆响应的2D或3D薄膜材料,发挥着对微痕量物质的高效探测功能。该类荧光传感器具有尺寸小、功耗低和操作简单等优点,在便携式传感器的创制方面具有突出优势。自1998年以来,房喻院士团队立足国家安全的重大需求,针对荧光传感技术中薄膜荧光传感易受环境因素干扰,选择性和灵敏度等难以满足特殊检测需要等诸多难题,开展了系列深入、全面的研究工作。先后提出了“激发态微环境效应”“连接臂层屏蔽/富集效应”,以及“侧链构象效应”等概念,发展了化学组装、凝胶介导、组合设计和界面限域动态聚合等薄膜制备策略,通过自主搭建系统,获得了含时传感信息,并将其用于复杂样品的区分检测,实现了传感性能、传感机理和薄膜制备研究的新跨越。

迄今为止,房喻院士团队发展了可高效检测TNT、氨类化合物、氮氧化物、有机挥发物、杀虫剂、神经毒剂、尼古丁、病原体等在内的系列薄膜荧光传感器,创造了迄今响应速度最快、灵敏度最高的爆炸物与毒品类薄膜荧光探测记录。研制了具有完全自主知识产权的SRED系列隐藏爆炸物和毒品荧光传感器和探测装备,孵化了深圳砺剑防卫技术有限公司,专事薄膜荧光传感器的工业研发、生产和销售。相关产品在十九大、G20峰会、博鳌论坛、首长专列、中央军委、乌干达总统府、大兴机场、深圳地铁等重大活动、重要场所安保中发挥了重要作用,2019年开始列装部队。房喻院士团队首创的毒品薄膜荧光传感器和探测装备也开始获得应用。涉及化学战剂、神经毒剂、病原体等高危物质超灵敏探测的薄膜荧光传感器和装备研制也在有序推进中。

部分基于叠层结构的薄膜荧光传感器

Laminated film-based fluorescence sensors

爆炸物与毒品便携式检测装置

Portable detection devices for explosives and narcotics

此次公布的十大新兴技术为钠离子电池、纳米酶、气凝胶、薄膜荧光传感器、巨型纳米粒子图书馆、纤维电池、液体太阳能燃料、织物显示、SNA疫苗和VR互动式建模,被视为是介于基础科研发现与已商业化的技术之间的革命性创新,具有为化学研究、可持续发展和其他很多方面打开新局面的巨大潜力。

国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)成立于1918年,前身为国际应用化学大会,其宗旨为解决全球关注的化学学科相关问题。其广为认知的代表性工作为统一规范化学元素及其化合物的命名标准,对元素命名和符号有最终决定权。

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