Handy pen lyser, når den udsættes for nervegas eller fordærvede maddampe

Udsættelse for nogle lugtfri, farveløse og smagløse gasser, såsom nervestoffer, kan være giftig eller endda dødelig. Og at have evnen til at opdage andre typer dampe kan redde folk fra at spise fordærvet eller rådden mad. Brugervenlige bærbare enheder kan, derfor, gå en lang vej mod at beskytte offentligheden. Nu rapporterer forskere ind ACS Materials Letters har skabt en pen-lignende sensor, der skifter farve, når den udsættes for skadelige gasser.

Mennesker kan ikke opdage mange giftige dampe, såsom giftige nervestoffer eller flygtige aminer frigivet fra fordærvede fødevarer, så en sensor, der kan mærke disse gassers meget små koncentrationer, ville være nyttig. Fluorescens-baserede sensorer er en potentiel løsning, fordi de er billige og kan afsløre spormængder af forbindelser. Imidlertid, nogle fluorescerende forbindelser klumper sig sammen, når de reagerer med gasser, reducere deres intensitet, og de kan kræve komplekse fremstillingsprocesser. Endnu andre fluoroforer producerer mere intenst lys, når de klumpes sammen - aggregeringsinducerede emissionsfluorogener (AIEgens). De fleste af de nuværende detektionsmetoder, der bruger AIEgens, er væskebaserede, kræver, at gasser opløses i opløsning før analyse, og er ikke let at transportere. Så, Zhe Jiao, Pengfei Zhang, Haitao Feng, Ben Zhong Tang og kolleger ønskede at tilpasse AIEgens til at blive integreret i en nåletynd fiber, skabe en håndholdt enhed, hvis spids "tænder" i nærvær af en bestemt gas.

Forskerne udviklede to AIEgen-baserede "handy penne, " den ene til at identificere nervegiften diethylchlorophosphit (DCP) og den anden til aminer produceret af rådnende mad. For det første, de coated siliciumdioxid polymerfibre med et tyndt sol-gel lag for at immobilisere AIEgens. Næste, de tilføjede et AIEgen, der ændrer farve, når det reagerer med DCP på et sæt fibre, og et AIEgen, der reagerer med aminer på et andet sæt. De coatede fibre blev derefter placeret for enden af ​​en penlignende anordning med en UV-lyskilde indeni. DCP-sensorens spids ændrede sig fra en gul fluorescens til blå inden for 30 minutter efter eksponering for DCP. Aminsensorens spids var oprindeligt en mild blågrå farve, men det genererede et levende gult lys inden for fem minutter, da det blev udsat for flygtige amindampe. Begge sensorer vendte tilbage til den oprindelige nuance, når de blev udsat for neutraliserende dampe, viser, at de var reversible.

Endelig, holdet brugte den amin-responsive handy pen til at skelne mellem en lakseprøve, der var blevet nedkølet, og en, der havde stået ved stuetemperatur i 48 timer. Forskerne siger, at andre praktiske penne let kunne udvikles ved at bruge forskellige dampfølsomme AIEgener, som kunne anvendes til fødevaresikkerhed, miljøovervågning eller offentlige sikkerhedsapplikationer.