激子科学卓越中心 这项新技术有助于保护应急服务和第一反应者免受化学危害
信用:Shutterstock 在一个危险问题的丰富多彩的解决方案中，澳大利亚科学家正在采用尖端太阳能电池的一个组件来设计一个快速、基于光的致命毒素检测系统
虽然国际上禁止使用芥子气等化学战剂，但我们在农业、工业和日常生活中确实依赖其他严格控制的化学品，包括甲基碘等熏蒸剂，甲基碘用于控制昆虫和真菌
这些熏蒸剂用量不当或使用不当会对人体有害，并会破坏臭氧层
因为它是看不见的，也没有气味，所以很难判断是否存在危险量的甲基碘，而且到目前为止，检测甲基碘的最佳方法是在实验室使用昂贵、复杂的设备，这在许多现实环境中并不实用
已经尝试了一些更便宜、重量更轻的检测方法，但是它们不够灵敏，并且花费了太长时间才得到结果
现在，由激子科学卓越研究中心领导的研究发现了一种通过颜色变化来检测甲基碘的方法，这是第一次具有实际应用所需的准确性、灵活性和速度
重要的是，这种新的传感机制是通用的，足以用于检测各种熏蒸剂和化学战剂
研究人员与澳大利亚国家科学机构CSIRO和国防部合作，借用了一些用于提高太阳能的新技术——基于钙钛矿结构的合成纳米晶体——并将其转化为一种检测方法
他们的方法依赖于这样一个事实，即这些高荧光纳米晶体与熏蒸剂反应，导致它们发出的光的颜色发生变化
甲基碘的存在导致纳米晶体发射从绿色变为黄色，然后变为橙色、红色，最后变为深红色，这取决于熏蒸剂的存在量
“钙钛矿纳米晶体已被证明是一种非常有效的光发射器，”第一作者Dr
莫纳什大学的尹文平说
“在这里，我们展示了甲基碘可以与这种钙钛矿反应，并且在简单的化学活化步骤后可以非常快速地进行
关键是，这个激活步骤将传感器的响应时间从几个小时缩短到几秒钟
" 在这个过程中，当形成纳米晶体的离子暴露于由化学反应引发的甲基碘时，它们会迅速变化
该反应包括在纳米晶体内部用碘化物交换溴化物，这导致了颜色的变化
最终，研究人员能够证明颜色的变化取决于钙钛矿纳米晶体和甲基碘的浓度
“虽然化学机制非常复杂，但结果只是纳米晶体产生的光的颜色变化，这很容易检测，”温平说
这种新的机制有史以来最宽的范围、最高的灵敏度和最快的响应速度，这种技术不依赖于昂贵的实验室仪器，在室温下大约5秒钟就能产生结果
研究人员现在希望他们的发现将为构建一个可用于现实应用的测试设备提供一个平台
资深作者亚采克·贾西恩亚克教授说:“我们已经了解了进行比色感知所需的基本机制
现在是关于建立一个原型传感设备
“它需要进一步发展，以实现其真正的潜力，更广泛地检测不同类型的甲基卤物种，以及杀虫剂和化学战剂，如催泪瓦斯和芥子气，但阶段已经确定
" 国防科学家和工业伙伴研究员
吉纳维芙·丹尼森说:“我们对这项工作所展示的潜力感到非常兴奋，并期待应用这项技术来保护我们的军队和第一反应人员
"
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