基于荧光聚合物/氧化锌纳米阵列复合材料的有机磷神经毒剂气相检测方法研究

基本信息
批准号:61771460
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:付艳艳
学科分类:
依托单位:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐炜,蒋海波,张雨,贾金兰,刘欢,彭鑫
关键词:
敏感新机理新型敏感材料
结项摘要

Trace detection of organophosphorus nerve agents is urgently needed in the fields of defense and security, which suffers from two key limitations: low selectivity and sensitivity. In order to address this issue, this study is aimed to develop a new composite detection approach including new fluorescent polymers with high molecular recognition to improve the detection specificity and optimized ZnO nano arrays to enhance the detection sensitivity leveraging the key feature of sub-micron scale. More specifically, this proposal is composed of: design and preparation of sensitive polymers with high selectivity; structure optimization of ZnO nanowire arrays; investigation to elude the interactions between fluorescent polymers and ZnO nanoware arrays; modeling of the complex system in the gas sensing process and ; sensing mechanism studies in the composite system. This study may provide new perspectives for the future development of high-performance nerve agent vapor detection.

国防安全领域对痕量有机磷神经毒剂气相检测有着迫切需求。本课题拟针对有机磷神经毒剂检测面临的特异性差和灵敏度低两大瓶颈问题,通过具有分子识别功能的荧光聚合物提高检测特异性,利用亚微米尺度的ZnO纳米阵列提高荧光材料的检测灵敏度。拟开展如下研究:设计特异识别功能的荧光聚合物;制备ZnO纳米阵列并优化其结构;研究纳米阵列的尺寸效应与复合材料的传感性能之间的关系;建立气体传感的动力学模型;提出复合材料气相检测的传感机制。本项目的顺利实施可为高性能痕量神经毒剂气相检测提供新的方法和思路。

项目摘要

国防安全领域对痕量有机磷神经毒剂气相检测有着迫切需求。本课题针对有机磷神经毒剂检测面临的特异性差和灵敏度低两大瓶颈问题。通过在分子中引入具有分子识别功能的敏感结构提高检测特异性,设计并合成了具有席夫碱结构,酚阴离子、电荷转移复合物等多类种结构新颖、寿命稳定、传感效应优异的有机半导体材料,形成了有特色的材料体系;设计合成的敏感材料对有机磷神经毒剂的检测限最低可达0.14ppb。通过荧光变色或者“turn-on”模式进行检测,增加测试准确度,避免了光漂白和常见荧光淬灭剂的干扰,传感材料响应时间小于5S;提出了氧等离子体基底处理、紫外臭氧基底处理和氧化锌/石英复合基底等多种低成本、易操作的敏感薄膜性能调控方法;揭示了敏感材料的传感机理、传感性能与分子结构、自组装形貌,器件阵列基底微结构之间的关系,为制备高性能、高稳定性、低成本的荧光气体传感器提供实验和理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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