导 语:还在为水质检测跑实验室?未来,一片“纳米纤维贴片”就能实时监控重金属污染!暨南大学李宝军团队杨先光课题组在《Nano Research》发表重磅成果,首创基于聚集诱导发光(AIE)的纳米纤维材料,既能传输光信号,又能精准捕捉银离子,检测灵敏度达10 nM(相当于一滴污水中的万亿分之一浓度)!这项“黑科技”如何颠覆传统传感技术?《易丝帮》带您一探究竟!
工业废水中的银离子(Ag⁺)危害生态,但传统检测设备笨重、成本高,且易受其他金属离子干扰。暨南大学杨先光课题组开发的AIE纳米纤维,通过三步破解难题:
1. “光路+传感”二合一:纤维直径仅头发丝的千分之一,却能在传输可见光时保持超低损耗(2 dB/mm),同时表面氰基(C≡N)精准“锁定”Ag⁺,触发荧光猝灭。
2. 抗干扰神器:对Cu²⁺、Zn²⁺等常见离子“视而不见”,复杂环境中也能“稳如泰山”。
3. 秒级响应:接触Ag⁺后,荧光信号数秒内变化,比实验室色谱法快百倍!
杨先光副教授解读:“就像给光纤装上‘分子开关’,既能传光又能‘抓’离子。未来可编织进布料,做成实时监测汗液重金属的智能手环。”
· 灵敏度突破:10 nM检测限,比商用传感器提升10倍,媲美实验室大型仪器。
· 柔性黑科技:溶液法批量制备,成本降低80%,可弯曲折叠,贴合皮肤或管道表面。
· 光子学彩蛋:交叉纤维节点产生450纳米级发光点,有望为微型激光器、高分辨率显示屏应用。
· 环境监测:投放入河流的传感器网,实时回传重金属污染地图。
· 医疗诊断:糖尿病足溃疡贴片,通过渗出液Ag⁺浓度预警感染。
· 消费电子:手机壳内置传感器,洗手时自动检测水质。
李宝军教授展望:“下一步将开发多离子联检纤维,并探索其在光动力癌症治疗中的导光控药应用。”
· 国际同行点评:“将AIE材料的光学特性与纤维结构完美融合,为有机光子学带来新可能。”
· 产业界反馈:多家环保科技公司已接洽技术转化,预计5年内推出便携检测笔。
论文链接:https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907572
人物简介:
杨先光,长期围绕“微纳尺度光场约束”的科学问题,以纤维光波导为载体,构建“基础理论-材料创新-器件研发”三位一体的研究体系,取得创新成果:1.天然生物基无源波导技术突破:发现莲藕丝微纤维兼具光波导与荧光响应的双重特性;2.聚集诱导发光有源波导原创发现:建立分子构效模型,设计合成新型AIE分子,破解有机蓝光材料聚集猝灭难题;3.量子点混合波导体系构建:揭示量子点自吸收效应的正向利用机制,建立非对称光路由理论模型。
教师主页:https://faculty.jnu.edu.cn/lgxy/yxg/list.htm
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