科创中国
分子传感纤维
发布时间: 2022-11-30
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
当代社会，尤其在传染病大流行（包括COVID-19）时期，环境监测、食物分析和个人防护对于预防和保护人类健康至关重要。纤维材料具有高的长径比、良好柔韧性和可加工性，在柔性便携检测器件、医用卫生材料和个人防护装备中有着广泛的应用。荧光探针具有传感、成像和治疗功能，不仅可以直接可视化特定组分和生物目标，还具有杀灭各种细菌或病毒的能力。得益于其出色的光物理特性，具有聚集诱导发光 (AIE) 的荧光分子可以在健康防护领域很好地满足上述要求，经特定化学结构设计(如引入D-A结构、引入烷基链等)的分子还可以将光能转化为活性氧（ROS）或热能，将其服务于抗菌和热疗等领域。因此，通过不同物理或化学手段，将AIE单元（AIEgens）与纤维材料结合，对开发柔性检测设备和医卫防护材料具有重要意义。
成果亮点
水蒸汽的探测与控制应用于各个领域，围绕湿度梯度分布检测和可视化实时探测目标，突破微器件系统简化难题，本成果将具有聚集诱导发光（AIE）性能的荧光分子作为功能单元，通过化学键或超分子物理作用诱导其与吸水性高分子网络组装进行结构一体化设计。采用具有共轭的D-A荧光分子，基于扭曲的分子内电荷转移发光机制，利用其在不同微环境下发射谱带的变化，获得湿度响应的“可视化”智能探针。该探针在不同湿度条件下具有明显的发射波长变化，最大发射波长与湿度呈线性关系，实现了湿度实时、准确、定量、可视化检测。进一步，采用干法纺丝和静电纺丝技术将以上AIE传感材料分别加工得到微米和纳米纤维，大幅增加材料的活性比表面积，提高智能材料的传感性能，实现人体活动跟踪监测（甚至极少量水汽），包括指纹/汗孔成像应用和人机界面定位等，为集成化新器件设计提供可能。
团队介绍
第一作者为东华大学博士生邱震铎和于晓晓，成艳华副研究员为该文章的通讯作者。
该工作得到了国家重点研发计划（2021YFA1201301/2021YFA1201300）、国家自然科学基金（51973030、52103075）、上海市启明星计划（20QA1400100）、上海市科委（20JC1414900），中央高校基本科研业务费“东华大学”励志计划（LZB2021001），东华大学纤维材料改性国家重点实验室的资助。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”新材料产业科技服务团（江西） (中国材料研究学会) 评价时间：2022-12-06
贾怡明
中国材料研究学会
科技创新部部长
综合评价
探索AIE技术如何用在纤维材料上，通过加入这种荧光分子产生的光子信号来逆向感知（高分子纤维）凝聚态结构的变化。由于准备充分，成艳华在香港科技大学的科研工作很顺利。让她最有成就感的是终于做成了湿度感应纤维材料，通过发光颜色变化能感知三维空间的湿度变化，通过湿度变化探究皮肤汗腺孔的可视化变化。
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