Xinyu Gou, Junxia Peng*, Yu Fang*. Responsive Mater., 2026, e70041, DOI: https://doi.org/10.1002/rpm2.70041

薄膜基荧光传感器（FFSs）近年来因其高灵敏度、快速响应、非接触检测和易于集成等优势，在公共安全、环境监测和疾病诊断等领域展现出重要应用潜力，并被列为IUPAC 2022年化学十大新兴技术之一。FFSs的核心在于荧光敏感薄膜，其内部结构决定其灵敏度、选择性、响应速度和可逆性等关键指标。为突破传统荧光敏感薄膜中分子扩散缓慢、信噪比低等瓶颈，提出了通过构建“分子通道”提升整体性能的设计思想。

图1 薄膜基荧光传感器的核心组成

围绕这一目标，本综述系统总结了四类高性能荧光敏感薄膜的构筑策略：其一是设计非平面荧光分子，通过空间位阻抑制π-π堆积，在薄膜中形成内在孔隙结构，从而兼顾高量子产率与快速传质；其二是利用小分子凝胶剂的自组装行为构建三维多孔凝胶网络，干燥后保留连续孔道，实现良好的光稳定性和响应可逆性；其三是引入MOF、COF和CMP等框架材料，获得具有规则拓扑结构和永久孔隙的化学薄膜，从分子层面精确调控孔径与活性位点分布；其四是采用界面限域聚合，在气–液或液–液界面原位生成自支撑纳米薄膜，实现高比表面积、可控厚度及优异的荧光单元利用效率。

在应用层面，文章详细梳理了FFSs在多类目标物检测中的代表性成果，包括毒品、化学战剂、VOCs、食品化学残留以及温度、湿度、紫外光和压力等物理刺激。通过合理的分子设计与薄膜结构工程，多个体系已实现ppb甚至更低检测限，同时具备秒级响应和良好循环稳定性。最后提出结合分子工程、器件集成与数据驱动方法将是推动FFSs实际应用与智能化发展的核心路径。

图2 具有“分子通道”的荧光传感薄膜的制备策略功能应用

第一作者：陕西师范大学博士研究生苟欣瑜

通讯作者：陕西师范大学房喻院士、彭军霞教授

全文链接：https://doi.org/10.1002/rpm2.70041