便携式测试工业气体泄漏和化学攻击

中国科学家提高了光气试纸的灵敏度通过使用不同的荧光团。

光气与肺蛋白发生反应,破坏血液-空气屏障,导致受害者窒息。尽管光气是致命的,但许多化工厂需要光气来合成药品和农药等产品。但意外泄漏是有风险的。例如,2016年,印度古吉拉特邦纳尔默达谷化肥和化学品公司发生泄漏,造成4名工人死亡,另有9人受到影响。

光气在化学战中也有历史。在第一次世界大战中,大约85%的毒气袭击死亡是由光气造成的。而且由于光气在工业上被广泛应用,它比许多其他化学武器更容易获得。因此,需要快速、灵敏、便携的光气探测器来检测工业泄漏和恐怖袭击。

此前,科学家们用聚集引起的猝灭(ACQ)荧光团制作了光气测试条。ACQ在溶液中荧光较强,但很难将光气气体引入溶液中进行检测。科学家们已经尝试将荧光团沉积在纸上,这有助于便携式检测,但ACQ荧光团在固体状态下发出的荧光要弱得多,降低了测试条的灵敏度。

光气测试

资料来源:英国皇万博代理家化学学会

这是第一个用ai基荧光团制成的气态光气测试条传感系统

现在,华南理工大学吴水珠(shuzhu Wu)领导的科学家团队用聚集诱导发射(AIE)荧光团解决了这个问题。AIE效应与ACQ完全相反——AIE荧光团在聚集时变得更亮,而不是聚集时褪色。

本中堂2001年,他和香港科技大学的同事发现了AIE效应。Tang解释说:“AIE效应实际上使开发“启动”试纸变得困难,因为具有AIE特征的氟化物已经在固体状态下发射。”在评论Wu和同事的工作时,Tang说:“研究人员巧妙地解决了这个问题,他们设计了一种AIE荧光剂,它的发射颜色在与微量光气反应后迅速改变。”

正常情况下探针发出蓝色荧光。但是,如果光气存在,探针的邻苯二胺部分与光气反应形成环结构,将荧光从蓝色变为绿色。

测试条是通过简单地将探针荧光团沉积在滤纸上制成的,检测限为1.87ppm,低于被认为对生命或健康有立即危险的水平。Wu解释说:“在可能存在光气的设施中,操作人员可以将测试条放在空气中2分钟,并用手持紫外线灯检查它是否从蓝色变成绿色。”“这样他或她就可以确定里面是否有光气泄漏。把试纸放在一个小容器里,你就可以随身携带。”