xx探测器_幽兰逢春_新浪博客
xx探测聚合物的技术发现,在恐怖分子袭击活动猖獗的今天,显得尤为及时。最近,美国MIT的Swager教授(在这类分子导线传感器领域取得突破性进展,Nomadic公司采用他研发的有机共轭高分子薄膜为核心材料,制备出接近实用的微痕量硝基芳烃类xx探测装置,结构紧凑,灵敏度高,成本相对低廉。“我将大部分的职业生涯都倾注于聚合物传感器的研究”,Swager说,经过苦心研究,终于找到了这种设计独特的聚合物,用它制成的传感器对探测恐怖分子放置的xx起着重要作用,不管是伊拉克还是美国华盛顿的国家广场都能有效发挥作用。有了这种手持式的传感器,能使士兵更轻松和安全。

  TNT、DNT 是xx的主要成分,可以从地雷中散发出来,在地表有一定的浓度,通过信号报告器可将硝基化合物的‘化学信号’转化成荧光等可定量分析的其它信号。传感器由信号报告器、传感元件和其它辅助件组成。涂敷在信号报告器上的敏感膜是传感器的关键组分。当膜吸附被测气体后,会引起膜性质的变化,如质量增加、膨胀、粘性改变等,从而引起各种物理参数的改变。由于芳香族硝基化合物具有双极性和氢键碱的性质,故所用的成膜聚合物应该具有双极性和氢键酸的性质。荧光光纤传感器主要由光源、探测器、传输光纤、信号处理系统等部分组成。探测器是荧光化学传感器的主要部件,上面涂有具有荧光特性的物质。当探测器和硝基化合物接触时,引起敏感材料的荧光强度发生变化,通过分析荧光光谱的变化,可以确定硝基化合物的浓度。选择敏感性好且响应速度快的物质用作传感器膜十分重要,常见的主要有如下两类:

(1)稠环类芳香化合物。这种化合物具有刚性平面结构,有较强的荧光发射。同时由于分子内的电子离域特性,常被看作能容纳大量电子的场所。正是因为存在着上述两个特点,当在体系中引入电子给体基团如N、S和O等原子时,就有可能引起荧光强度的变化;

(2)分子内共轭的电荷转移化合物。无论它们是处于基态或激发态,它们的分子都表现为极化结构,一端偏正,而另一端偏负,也就是说,这类化合物的分子内存在“推电子”和“拉电子”两个部分。

  采用单个荧光分子制成的信号报告器,其检测限往往达不到埋雷表面的硝基化合物浓度,不能在实际中得以应用。如果能将荧光分子接枝到高分子链上,合成出荧光高分子,使电子给体点增多,可望提高传感器的灵敏度,起信号放大的作用。

因此Swager等人认为荧光猝灭效率的大小主要取决于以下几个因素:荧光高分子与TNT间的电子转移效率;高分子与TNT的结合强度; TNT的蒸汽压,以及TNT在膜中的扩散速度等。富电子的共轭荧光高分子与缺电子的TNT间的电子授受作用是其对TNT具有高选择性的关键因素。而共轭荧光高分子薄膜中是否存在分子通道是影响其对TNT响应速度的另一关键因素。

  曾阅读过大量Swager关于三蝶烯方面的文章,主要是导电共轭聚合物在电致发光、low-k方面应用,以及大分子链间排列方面的,其中溶剂对分子排列的影响发表在Nature上。在没看到用于化学传感器前,我怎么都没想到三蝶烯主要用于检测TNT,这要我终于明白他这么多年来一直研究这类聚合物的真正目的,顺便说下,在05年Nature上还有一篇关于三蝶烯基聚合物应用于化学传感器的文章。我跟踪他是从langer的一篇文章开始的,因为当初我跟导师提起MIT的这个langer时,大吃一惊,langer是我导师的祖师爷,也就是老板的老板,为生物组织工程之父。 幸好此Langer非彼Langer,否则怎能寄于Swager篱下。

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