近日,同濟大學閆冰教授課題組製備出了一種稀土銪離子功能化的氫鍵有機框架水凝膠薄膜,該薄膜具有長達1.99秒的長餘輝,可用于兩種喹諾酮(氧氟沙星和氟甲喹)的熒光檢測,幷且可以通過利用對兩種喹諾酮獨特的熒光響應實現信息的加密、解密和解碼。
智能發光材料是一種具有感知、存儲、分析和響應周圍環境或信息能力的材料,廣泛應用于熒光傳感、防僞、生物成像、熒光標簽、光電設備和微芯片等産品中,目前已經成爲了材料科學中的一個研究熱點。
對于智能發光材料來說,熒光響應是賦予發光材料智能的關鍵因素,常常表現爲通過熒光增强、猝滅以及發射峰的移動來輸出信號。而熒光傳感和化學防僞技術均可利用熒光響應來實現。可發光的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜作爲智能發光材料,不僅製備簡單、携帶方便,而且可以提高防僞技術的安全等級。因此,製備雙發射的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜在應用前景上顯示出了巨大的優勢。
經過多年的努力,同濟大學研究者基于原位合成方法成功地製備了氫鍵有機框架基水凝膠,然後通過銪離子與海藻酸鈉水凝膠的交聯反應製備出具有雙發射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜。該薄膜關閉紫外綫燈後顯示藍綠色長餘輝,長餘輝壽命達到1.99秒。
另外,根據熒光響應的不同,該薄膜作爲熒光傳感器在10種喹諾酮中對氧氟沙星和氟甲喹有很好的選擇性幷且遵循色度和比率傳感模式。低檢出限分別達到0.443ppm和0.114ppm。
研究團隊還利用能量轉移過程深入探討了薄膜對兩種喹諾酮的熒光響應機制。薄膜在血清和尿液中對氧氟沙星和氟甲喹也有很强的檢測能力。爲了進一步實現該薄膜的光學應用,研究人員利用對氧氟沙星和氟甲喹不同熒光響應機制,製備了熒光膜陣列和激發光調控的光學防僞薄膜,它們可以應用于多重信息的加密、解密和解碼。
相關研究成果在綫發表于國際知名期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials )(IF = 16.836) (DOI: 10.1002/adfm.202103321)。