Yong Chen, Min Qiao, Zhen Yan, Molin Qin, Haonan Peng, Ruijuan Wen, Jinglin Kong, Taihong Liu*, Liping Ding*, and Yu Fang. Adv. Funct. Mater. 2026, e78542. https://doi.org/10.1002/adfm.78542
将智能检测功能集成到力学韧性薄膜中，是发展高性能柔性传感器的关键，微型化便携式传感设备在其中发挥着不可或缺的作用。化学战剂中的有机磷神经毒剂对公共安全构成严重威胁，便携式现场检测装置的需求日益迫切。
本研究通过气液界面动态缩合策略，将酰肼功能化柱[5]芳烃（HP5A）与聚集诱导发光单元（TFPE）结合，制备了TPE-HP纳米薄膜。该薄膜表面平整、厚度可调（457-746 nm），具有自支撑、高抗穿刺与循环抗疲劳等力学性能。最大抗穿刺强度达0.60 kN mm-1，连续50次加载-卸载循环表现出抗疲劳性能。薄膜光致发光量子产率为29.7%，在365 nm紫外光下发射黄绿色荧光。以该薄膜为传感单元，构建了叠层式便携传感平台，对神经毒剂模拟物氯磷酸二乙酯（DCP）实现快速、可逆、超灵敏检测，检测限低至0.132 ppt，100次循环响应保持稳定，双盲现场测试验证了可靠性。传感机制归因于DCP亲电磷原子进攻酰腙结构形成磷酸化中间体，随后发生质子化，伴随荧光红移与猝灭。该薄膜进一步用于真实神经毒剂沙林的检测，溶液相与气相的实用检测限分别为1.0 mM与40.0 μg cm-3，并通过RGB分析实现可视化监测。本研究不仅将高性能荧光检测功能结合到韧性纳米薄膜中，还实现了面向有机磷神经毒剂的现场可部署传感原型。
图1. TPE-HP纳米薄膜的制备及对氯磷酸二乙酯（DCP）和沙林的传感检测示意图
图2. (a) 方形与圆形TPE-HP纳米薄膜在日光及365 nm紫外灯下的照片；(b) 纳米薄膜自支撑于橡胶环上及被尖锐物戳刺的照片；(c) 纳米薄膜的SEM图像； TPE-HP纳米薄膜在(d) 展平、(e) 卷曲、(f) 卷绕及(g) 扭转状态下的光学照片；(h) 不同厚度纳米薄膜的应力-应变曲线。(h) 穿刺阻力与穿刺强度随纳米薄膜厚度的线性关系。(i) 循环加载-卸载的应力-应变扫描曲线及不同应变下的相应应力变化。
图3. (a-b) TPE-HP纳米薄膜对不同浓度DCP蒸气(0-132 ppm)的荧光响应；(b) 选择性评价，纳米薄膜对DCP蒸气 (c ∼132 ppm)与潜在干扰物的荧光响应对比；(d) 颜色与RGB变化的示意图分析；(e) TPE-HP纳米薄膜在紫外光下暴露于溶液相沙林时的时间依赖性荧光变化；(f) 纳米薄膜对溶液相 (i) 与气相 (ii) 沙林的浓度依赖性荧光响应；(g) 纳米薄膜暴露于溶液相沙林时的相应荧光光谱变化；溶液相 (h) 与气相 (i) 沙林暴露下由可视化照片提取的灰度与R/G值(分别对应f-i与f-ii)。
第一作者：陕西师范大学博士研究生陈永
通讯作者：陕西师范大学丁立平教授、刘太宏教授
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.78542
