牛津大学工程师开发新型智能MOF光子传感器

发布日期：2018-01-12 来源： 智识咨询 浏览次数：11688

　　预防犯罪、预防恐怖主义、环境监测、可重复使用的电子产品、食品安全，这些可能只是一个新的化学传感器能够颠覆的深远领域的一小部分。

　　在《Advanced Materials》的一项研究中，牛津大学的工程师使用被称为金属 - 有机框架(MOFs)的材料化合物来开发“光化学”活性纳米级感应技术。材料感应并响应光线和化学物质，根据检测到的物质明显改变颜色。

　　光子传感器是一个快速发展和迅速扩大的全球市场。牛津大学的研究可以用来以低成本开发被称为金属有机骨架传感器(MOF)的光子材料化合物。这将适用于各种新的创新应用，包括用于非侵入性诊断和治疗的手持式医疗设备，用于防止化学中毒和食品污染的生物传感器。智能MOF光子传感器也可以用来保护社会免受犯罪和恐怖主义的侵害。可能的应用范围从可穿戴个人防护设备到防伪技术，以及可重复使用的基于光学的发光传感器，以防止有害环境，如硝基炸药和有毒气体。

　　MOFs是高度可调的，被称为“固体分子海绵”，具有吸收和响应一些溶剂和气体的能力。它们由高度多孔的骨架构成，其中金属原子被有机连接分子桥接。这些框架的物理和化学特性可以设计成允许科学家控制材料的功能。

　　牛津大学工程系多功能材料与复合材料(MMC)实验室负责人Jin-Chong Tan教授表示：“这种新材料具有的物理和化学性能，将为许多非常规应用打开大门。MOF材料变得越来越智能化，进一步的研究可以用于工程智能传感器和多功能设备。”

　　该团队已经积极采取措施将这一技术转化为社会影响，并于2017年7月与三星电子公司合作提交专利。未来数月，研究人员将探索这些材料的医疗应用，例如部署光化学传感器内置诊断性手持呼吸试验仪，适用于糖尿病等病症。

　　近，这项突破性的研究获得欧洲研究理事会(ERC)合并捐赠240万欧元的奖励。这笔资金将支持Tan教授的团队开发基于MOF材料技术的智能光子传感器。

　　该研究的合著者博士研究生Abhijeet Chaudhari发现了一种制造多孔二维纳米片(OX-1)三维MOF材料的非常规合成策略，这可能会使光子传感器领域发生革命性的变化。

　　Tan教授表示：“缩小MOF的典型三维(3D)框架结构以产生二维(2D)形态，类似于硫属化物，石墨烯和氧化物纳米片等局部二维纳米材料，是很难实现的。然而，新型2D MOF材料的开发对于工程领域的应用非常重要，例如光子传感器和智能开关，薄膜电子器件和传感器件。”

　　(原文标题：牛津大学开发新型智能MOF光子传感器)

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