近日，材料学部先端材料创新团队在《Chemical Engineering Journal》(中科院一区，TOP期刊，IF=15.1)上，发表了柔性多功能H2O2气体传感材料方面的研究成果“Portable multifunctional sensing platform for ratiometric H2O2 detection and photodynamic anti-bacteria using an AIE-featured electrospinning film”。齐鲁工业大学（山东省科学院）材料学部2021级研究生安晓帆为文章的第一作者，高萌副研究员和陶圆圆助理研究员为文章的通讯作者。
过氧化氢（H2O2）作为一种强氧化性化学物质广泛应用于各种食品加工、水处理、生物医学、临床诊断等环境场景，因此建立便捷灵敏的H2O2蒸气检测方法在安全监控和健康识别等领域具有重要应用价值。柔性荧光传感器由于其操作简单、无损、高灵敏、便携性等的优点，已经成为环境和健康实时气体检测的强大工具。然而，随着柔性传感器在不同领域的广泛应用，除了传感性能的提高，细菌在柔性薄膜表面的污染，可能导致感染风险和随之而来的健康安全问题。因此，开发具有抗菌活性的便携式灵敏气体检测传感器，对保护人类健康和环境安全具有重要意义。
团队利用具有聚集诱导发光(AIE)性能的介孔二氧化硅荧光纳米探针(TBSN)结合孟加拉玫瑰红修饰的聚乙二醇(RPEG)通过静电纺丝技术，制备出具有H2O2传感以及光动力抗菌性能的聚乳酸/聚乙二醇/二氧化硅纳米粒子杂化膜(PLA@RPEG@TBSN)。基于比率的荧光变化，柔性PLA@RPEG@TBSN传感器实现了对H2O2蒸汽的高精度、高灵敏度以及实时可视化的检测（图1），其检测限低至7 ppb。此外由于含光敏剂聚合物的掺入，PLA@RPEG@TBSN表现出优异的光动力抗菌活性。用于口罩上可以在保持有效气体H2O2传感的同时，充分拦截和杀死空气中传播的细菌气溶胶，实现抗菌-传感一体化作用（图2）。这一设计策略在开发高效稳定的智能气体传感器和可穿戴设备，特别是与气体传感和健康保护相关的应用中具有巨大的前景。
图1. 电纺PLA@RPEG@TBSN薄膜的制备过程以及传感、抗菌示意图
图2. PLA@RPEG@TBSN薄膜在口罩上的抗菌、传感多功能应用
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150675