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江漢大學陽仁強教授/王迅昶副教授團隊 AFM：雙通道便攜式熒光-水凝膠硝基爆炸物檢測平臺

2024-04-25 來源：高分子科技

開發用于現場識別的簡單可靠的硝基爆炸物傳感器對于解決公共安全問題和推動傳感技術進步至關重要。目前限制現場爆炸物檢測技術發展的主要原因之一是檢測過程的復雜性。熒光探針因其可視化等優勢更適合現場檢測需求，然而，如何設計并實現一款集簡單、快速、便攜等多重優勢于一體的熒光傳感器，以充分發揮其在硝基炸藥現場鑒定與檢測中的實際應用，仍是一個亟待攻克的重大技術挑戰。

圖1 柔性水凝膠傳感平臺的構建及檢測2,4,6-三硝基苯酚的原理圖。

近期，江漢大學光電材料與技術學院陽仁強教授與王迅昶副教授開發一種基于3,4-二(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)噻吩(TPE-Z)和甲基紅的雙通道柔性水凝膠傳感平臺（圖1），能同時利用熒光/比色通道對2,4,6-三硝基苯酚（PA）進行特異性響應（圖2）。該雙通道傳感器具有良好的抗干擾能力，可克服傳統單發射熒光傳感器容易受傳感器局部濃度、背景和環境的影響。利用多段式標準濃度曲線，該傳感器可對目前常用爆炸物及衍生物進行定性識別，具有良好的預警效果。

圖2 熒光/比色雙通道水凝膠傳感示意圖。

圖3 基于智能手機的現場檢測爆炸物的示意圖。

此外，將雙通道熒光探針與智能手機相結合，利用手機優異的攝影功能和數字圖像的處理能力，實現對微量分析物的高靈敏識別（圖3）。隨后進一步利用邏輯門技術快速識別爆炸物，實現了更為便捷的現場定性檢測管理（圖4）。

圖4 制備的水凝膠傳感器陣列檢測PA的示意圖

這項工作為未來便攜式硝基爆炸物的特異性檢測平臺的集成化提供啟發性見解，也為多通道熒光傳感器的開發提出設計新思路。相關研究在《Advanced Functional Materials》發表題為“Ultrasensitive and On-Site Detection of Nitroaromatic Explosives Through a Dual-Mode Hydrogel Sensor Utilizing Portable Devices”的研究論文，江漢大學聯合培養研究生張家偉為第一作者，王迅昶副教授與陽仁強教授為論文共同通訊作者。本工作也得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、精細爆破國家重點實驗室專項資金資助等項目的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202402442

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（責任編輯：xu）

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