Los sensores son importantes para detectar contaminantes y monitorear las condiciones ambientales. Los sensores fluorescentes pueden revelar la presencia de un contaminante de acuerdo con el cambio de intensidad y / o longitud de onda de la luz que emiten. En particular, los sensores fluorescentes que muestran cambios en el color de emisiónson atractivos porque tales cambios pueden observarse fácilmente a simple vista, lo que los hace fáciles de usar.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Tsukuba ha desarrollado recientemente un sensor fluorescente eficaz para el vapor de disolvente. Su sensor se basa en una molécula ramificada llamada dendrímero. El dendrímero está compuesto por un núcleo receptor de electrones unido a ramas donadoras de electronesBajo ciertas condiciones, el dendrímero se autoensambló en fibras que formaron un marco cristalino que contenía numerosos poros, lo que ayudó a la adsorción de moléculas de disolvente.
"La difusión lenta de metanol o acetonitrilo en soluciones de cloroformo del dendrímero produjo microfibras cristalinas con alta porosidad", afirma Sae Nakajima. "En otras condiciones, obtuvimos microesferas amorfas del dendrímero que carecen de poros".
El grupo de investigación investigó la estructura cristalina del dendrímero mediante técnicas de difracción, descubriendo que el volumen de poros de la estructura de microfibra era superior al 70% del volumen total de cristal. El alto volumen de poros de las microfibras de dendrímero cristalino aumentó enormemente su capacidad de adsorción de gassobre el de las esferas formadas bajo otras condiciones.
Las películas del dendrímero cristalino mostraron un comportamiento de emisión favorable para su uso en la detección de disolventes. Cuando las películas se expusieron al vapor de disolvente, su intensidad de emisión aumentó considerablemente y su color de emisión cambió rápidamente en dos segundos, lo que refleja la polaridad del disolvente. Esto significaque una sola película podría usarse para detectar numerosos tipos de solventes. Por ejemplo, una película apareció azul en una imagen de microscopía de fluorescencia antes de la exposición al solvente y se volvió amarilla después de la introducción de vapor de agua o verde después de la adición de metanol. La película volvió a su color originalcuando se eliminó el vapor de disolvente, lo que permitió su reutilización.
"Los dendrímeros típicamente poseen estructuras amorfas densas. La estructura cristalina porosa formada por nuestro dendrímero bajo condiciones específicas aumentó su capacidad de adsorción y capacidad de detección, revelando la importancia de la estructura cristalina en la detección fluorescente por los dendrímeros", dice Yohei Yamamoto.
Este trabajo demuestra que la detección visible del vapor de disolvente se puede realizar utilizando dendrímeros cristalinos con estructuras porosas. Dichos dendrímeros son prometedores para su uso en la discriminación de gases y materiales orgánicos, haciéndolos atractivos para aplicaciones de detección ambiental.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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