DOI: 10.1021/acs.analchem.0c04226
柔性光學傳感器在許多領域得到了廣泛的研究和應用。然而，在光學領域開發高穩定性、可清洗的可穿戴式傳感器仍然面臨著巨大的挑戰。在此，研究者展示了一種基于AIEgen-有機二氧化硅骨架（TPEPMO）雜化納米結構的柔性光學傳感器，該傳感器是通過兩步共縮合和靜電紡絲超組裝工藝制備的。由于分子內運動的限制，具有聚集誘導發射（AIE）特征的有機二氧化硅前體被共價連接成具有高熒光效率的周期性介孔有機二氧化硅（PMO）骨架。有序多孔材料的三維空間提供了豐富的反應位點，可以快速、靈敏地監測分析物。TPEPMOs作為酸性pH熒光傳感器具有良好的特性，pKa為4.3。采用靜電紡絲超組裝技術，將TPEPMO納米球分散在聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）和聚丙烯腈（PAN）雜化纖維基質（TPEPMO-CFs）中，得到了一種柔性薄膜，并將其成功地作為一種有效的熒光探針，用于通過發射變化對氨氣和HCl蒸氣進行肉眼檢測。TPEPMO-CFs的熒光在揮發性酸/堿性氣體存在下可反轉5個循環以上，表現出良好的可回收性。此外，TPEPMO-CF傳感器具有出色的耐洗性和長期光穩定性（經過10次洗滌后熒光保持在94％以上）。這些刺激響應的AIEgen-有機二氧化硅骨架具有多種形式和超穩定性的固態熒光，在智能氣體傳感器、可穿戴設備和固態照明應用中顯示出巨大潛力。
圖1.（a）TPE-Si4在不同含水率的THF-水混合物中的熒光發射光譜。（b）在THF-水混合物中，TPE-Si4在紫外燈下的相對熒光強度圖和相應的照片。激發波長：365nm，濃度：0.2mM。（c）TPE-Si4和TPEPMO在THF中的紫外可見吸收光譜。（d）TPE-Si4和TPEPMO在THF中的熒光發射光譜。激發波長：360nm。
圖2.（a）TPEPMOs的SAXS圖譜和顯示擴大區域的插圖。（b）TPEPMOs的N2吸附-解吸等溫線及其相應的孔徑分布（插圖）。（c）TPEPMOs的TEM和（d）SEM圖像。
圖3.（a）pH值介于1和7之間的TPEPMOs的熒光光譜。插圖是不同pH值的TPEPMO水分散體在紫外線下的照片。（b）pH值介于4和5之間的TPEPMOs的熒光光譜。（c）TPEPMOs的傳感機理。
圖4.（a）TPEPMO-CF1雜化納米纖維柔性薄膜的SEM圖像。（b）TPEPMO-CF1薄膜暴露于氨氣（約1.5v％）不同時間后的熒光光譜和照片（激發波長：365nm）。（c）TPEPMO-CF2雜化納米纖維柔性薄膜的SEM圖像。（d）TPEPMO-CF2薄膜的熒光恢復周期。點HCl和NH3分別對應于交替暴露于HCl和NH3蒸氣后的MSNF膜。
圖5.（a）TPEPMO-CF薄膜中TPEPMOs及其相應光學特性的示意圖。（b）使用1/1乙醇/PBS（7.4）對TPEPMO-CF2、TPE-CF2和浸泡的CF進行10次洗滌實驗。（c）TPEPMO-CF2和TPE-CF2的光漂白行為。
微信二維碼
