卤光致变色聚合物纳米传感器,简单直观地检测涂层中的局部pH

【科研摘要】

在严重损坏之前更换金属结构有益于安全并节省能源和资源。一种简单的方法是目测涂层金属腐蚀的早期阶段以及相关的pH值变化。泰国VISTEC科学技术研究所Daniel Crespy教授团队为用作pH传感器的涂料制备智能纳米颗粒添加剂。纳米粒子由包含两种染料作为侧链的三元共聚物形成,充当FRET过程的供体和受体。

然后,使用智能手机摄像头对金属结构上的局部腐蚀程度进行实时监控。然后,彩色的pH图可以由操作员手动检索,也可以由监控摄像头自动记录。相关论文以题为Halochromic Polymer Nanosensors for Simple Visual Detection of Local pH in Coatings发表在《Nano Letters》上。

图1.(a)描绘了用于pH传感的双发光聚合物(DL-PMMA)纳米颗粒概念的方案。(b)DL-PMMA纳米粒子(242μg/mL)在不同pH值的水分散液中的荧光发射光谱。(c)在各种pH值(λex=365 nm)下蓝色(420 nm)和绿色(530 nm)发光强度的演变。(d)用于pH传感的DL-PMMA纳米颗粒的Boltzmann S型校正曲线。

图2.(a)不同pH值的DL-PMMA纳米颗粒(242μg/mL)在水中的分散体照片。(b)来自图像处理的pH敏感纳米粒子的S型校正曲线。(c)Bland-Altman图显示了使用玻璃电极或通过图像处理测量pH值之间的一致性。

图3.(a)示意图,描述了通过图像处理从材料照片(此处为分散液)创建pH映射的方法。(b)在白光(WL),紫外线(365 nm)和浸入0.6 M NaCl水溶液的过程中,钢基材上刮擦涂层在pH下的照片。虚线表示pH值的测量区域。(c)pH测绘集中在划痕区域,该划痕区域用于确定涂层在浸入盐水溶液期间的pH演变(d)。(e)腐蚀过程中酸化和涂层中的pH敏感的拟议机理。

参考文献:

doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00620

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