鑽石舞台

光學傳感器，尤其是薄膜熒光傳感器，具有靈敏度高、選擇性好、能耗低、易於製備等優點，因此被廣泛應用於毒品、爆炸物和諸多揮發性有機化合物的氣相檢測。就薄膜熒光傳感器而言，最核心的部分是其中的傳感薄膜。在過去的研究中，研究人員利用滴塗、旋塗、分子凝膠、LB膜等方法，創製出了各式各樣的薄膜，獲得了一系列重要的應用，但這些方法多存在咖啡環效應、厚度難以精確控制、重現性不好、基質效應明顯等這樣或那樣的問題。為此，亟需發展新的薄膜製備策略。

一般而言，在新傳感薄膜研製過程中，可以考慮從以下幾個方面着手：（1）創製新的傳感單元，（2）選擇合適的基質，（3）優化薄膜層內部結構（Adalyer）。在上述三個因素中，由於Adalyer結構極大地影響着薄膜的響應動力學，也影響着薄膜的選擇性，因此對其調控顯得特別重要。不過需要注意的是，Adalyer結構調控並非易事，需要從表界面科學出發，發展新的策略。

基於以上考慮，近日，陝西師範大學房喻教授團隊通過自主設計合成的四配位有機硼化合物（BQ-CHO）與均苯三酰肼（BTH）在氣液界面的動態共價鍵反應，製備了一種自支撐、無缺陷、表面均勻平整的熒光納米薄膜（圖1）。薄膜厚度可在數十到數百納米範圍內嚴格控制。薄膜孔道結構極其豐富，可以很好地滿足高性能傳感所要求的高效傳質和傳感單元高效利用等。在自主搭建的傳感測試平台對所組裝的概念性薄膜熒光傳感器性能測試表明，薄膜對胺類氣體，尤其是甲胺具有高靈敏度和高選擇性響應，實驗檢出限低於2.82 mg/m3（圖2）。

界面限域動態共價鍵縮合方法不僅可以有效解決傳統薄膜存在的傳感單元利用率不高問題，而且可以大幅度提高薄膜的光化學穩定性。此外，與傳統薄膜相比，以界面限域策略得到的薄膜可以獨立使用，也可用於柔性基質，從而可以避免基質效應對薄膜結構和性能的影響，也為薄膜熒光傳感器的柔性化發展提供了可能。

博士生李敏同學為論文第一作者，劉忠山博士、王剛博士、祁彥宇博士、劉建飛博士，以及黃蓉蓉和楊經綸同學為論文共同作者。