Adv Mater：染料分子掺杂光子晶体实现比色表征痕量有机气体挥发物

纳米技术

2024-09-11

化学反应染料（Chemoresponsive dye）具有选择性检测某些疾病状态产生的特有挥发性有机化合物（VOC）的潜力。在各种VOC传感技术中，比色传感具有容易识别的优势，但是，如何通过肉眼辨别颜色的变化通常具有大挑战。

有鉴于此，宾夕法尼亚大学杨澍教授等报道开发了掺入染料的胶体光子晶体（dye-cPhCs，dye-incorporated colloidal photonic crystal）制成了高灵敏度的比色VOC传感器阵列。

本文要点

（1）

cPhCs能够旋涂分散的方式在4英寸的晶片上可扩展的制备。在光交联单体中的二氧化硅纳米颗粒（NP）沿着薄膜厚度的梯度剪切流在顶层产生密集堆积的纳米粒子方形阵列，同时体相是非晶态。cPhC的光子带隙边缘和染料吸收峰之间的重叠导致反射峰变宽，导致染料吸收增强，在暴露VOC后能够产生更加明显的颜色变化。

（2）

传感器阵列对乙醛、丙酮和乙酸能够表现区别的色差图，无需任何数据放大。乙醛、丙酮和乙酸的检测限分别能够达到1、0.1和0.02 ppm。此外，VOC可以通过直观的模式识别进行对角化数据处理，作者展示了VOC成分的分析。

参考文献

So Hee Nah, Jong Bin Kim, Hiu Ning Tiffany Chui, Yeonjoon Suh, Shu Yang, Enhanced Colorimetric Detection of Volatile Organic Compounds Using a Dye-Incorporated Photonic Crystal-Based Sensor Array, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409297

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409297