DOI: 10.3390/nano11081869
有机磷(OP)化合物是神经毒剂和杀虫剂中包含的一类高度危险的化合物,经证实,每年超过250,000例的慢性病患者死亡与之相关。然而,能够集成到服装系统中的固态传感系统在文献中并不多见。本研究旨在开发一种纳米纤维基固态聚合物材料作为软传感器来检测环境中存在的OP化合物。合成聚二乙炔酯并将其掺入使用静电纺丝技术开发的醋酸纤维素纳米复合纤维组件中,然后将其水解生成更多羟基以与OP结合。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、Instron®拉伸测试仪、接触角分析仪和UV-Vis光谱对其进行表征。水解后,发现纤维素纤维基质中的聚二乙炔酯不受水解处理的影响,这使得复合材料适用于OP传感。此外,纳米纤维(NF)复合材料表现出适合用作纺织材料的拉伸性能。最后,纳米纤维复合材料具有肉眼可见的OP比色传感性能。综上所述,本研究对于在防护服系统中开发OP传感具有里程碑意义。
图1.10,12-PCDA(A)和PCDA-HBA(B)的HNMR谱。
图2.电纺CA-PCDA-HBA复合纳米纤维在不同聚合物浓度和注射速度下的SEM图像。
图3.CA-PCDA-HBA纳米纤维复合材料在不同聚合物浓度和注射速度下的纤维直径。
图4.PCDA-HBA晶体(A)和再生纤维素复合纳米纤维RC-PCDA-HBA(B)的FT-IR光谱。
图5.CA-PCDA-HBA和RC-PCDA-HBA纳米复合纤维的静态水接触角。
图6.在1mL·h-1(A)和3mL·h-1(B)注射速度下原始RC(对照)和RC-PCDA-HBA电纺纳米纤维复合材料的典型应力-应变曲线。
图7.电纺纳米纤维复合材料在OP化合物DFP检测中的应用。(A)表示光聚合前的白色纳米纤维复合材料,(B)显示经254nm UV聚合后的蓝色复合材料,(C)显示复合材料暴露于DFP后变红。颜色变化前后复合材料的紫外-可见光谱如图(D)所示。