Ученые создали инновационный двойной флуоресцентный сенсор-хамелеон с ИИ-анализом данных для обнаружения следов воды с высокой чувствительностью. Обнаружив утечку воды, сенсор мгновенно меняет цвет. На другие жидкости он не реагирует.
Группа ученых под руководством профессора Цзян Чанлонга из Институтов физико-химических наук Академии наук Китая разработала новый флуоресцентный сенсор, способный определять крайне малые концентрации воды (в диапазоне частей на миллиард) в режиме реального времени с высокой чувствительностью и быстрым откликом. Это существенно облегчает решения задач промышленного контроля качества и экологического мониторинга — сфер, где точное измерение следов влаги зачастую является критически важным. Исследование опубликовано в Chemical Engineering Journal.
Как работает сенсор-хамелеон
В основе сенсора — металло-органическая решетка MIL-101-NH₂, легированная ионами европия (Eu³⁺), обладающая двумя цветами флуоресценции. При взаимодействии с водой структура материала изменяет свой оптический отклик: первоначальная красная эмиссия, усиленная эффектом «антенны» благодаря компонентам металлоорганического каркаса, ослабевает, и появляется синяя флуоресценция лиганда, на что и ориентируется система детекции. Такой механизм обеспечивает визуальную смену цвета при наличии даже минимального количества воды, одновременно исключая влияние большинства органических растворителей.
Ученые также интегрировали в сенсор карбоксиметилцеллюлозу, в результате чего образовалась мембрана на основе нанофибр, которая обеспечивает быстрый отклик и стабильную работу сенсора в различных условиях.
Источник: hi-tech.mail.ru