第一作者：姜翔宇

通讯作者：张锡奇、吴雨辰

通讯单位：中科院理化所

研究亮点：

1．聚合物/AIE荧光气体传感器灵敏度高于传统荧光传感器。

2．调控聚合物结构可提高传感器的特异性识别性能。

挥发性有机物严重危害环境和人类健康，因此对有机气体的识别和检测具有重要意义。传统荧光气体传感器是利用波长移动型荧光染料来实现对气体的检测，由于荧光分子相互作用较弱，使得传感器具有较低的灵敏度和较差的特异性识别性能。

有鉴于此，中科院理化所江雷院士团队通过结合聚合物和聚集诱导发光（AIE）分子，在不对称浸润性界面上限域构建聚合物/AIE荧光微米线阵列作为气体传感器，利用聚合物溶胀诱导光强变化实现对有机气体的高灵敏和特异性检测。

图1. 一维聚合物/AIE荧光微米线阵列构建

聚合物/AIE荧光气体传感器具有稳定性好、响应快、灵敏度高于传统荧光传感器的优势。研究人员通过理论计算揭示了荧光传感器对气体检测的机理，并且利用现有商品化聚合物或AIE材料构建传感器阵列，实现对不同有机气体的识别，证明方法具有普适性。更为重要的是，通过调控聚合物侧链结构，可特异性识别并准确区分性质相似的有机气体。理论模拟表明聚合物和气体分子之间相互作用大小符合相似相容原理。

图2. 聚合物/AIE荧光气体传感器机理

图3. 聚合物/AIE荧光微米线性能研究

图4. 传感器阵列区分不同气体及特异性识别相似气体

总之，本文首次提出基于聚合物溶胀诱导光强变化机理，构建聚合物/AIE荧光气体传感器，为探索新型、高灵敏、以及具有优异特异性识别性能的荧光气体传感器提供新思路。

参考文献：

Jiang X, Gao H, Zhang X, et al. Highly-sensitive optical organic vapor sensor through polymeric swelling induced variation offluorescent intensity[J]. Nature Communications, 2018. DOI: 10.1038/s41467-018-06101-8

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06101-8