شناسایی حلال‌ها با حسگر مبتنی بر دندریمر متخلخل

پژوهشگران با استفاده از دندریمرهای فلورسانت موفق به ساخت حسگر شدند. این دندریمرها به‌صورت الیاف بلوری متخلخل بوده و از درجه تخلخل بالایی نیز برخوردار هستند، به‌طوری که ظرفیت آن‌ها را در بخش حسگری افزایش می‌دهد.

این فیلم‌های متخلخل نسبت به حضور حلال‌ها حساسیت بالایی دارند و تغییر رنگ آن‌ها به قطبیت بخار حلال بستگی دارد. این حسگر مبتنی بر دندریمر بلوری متخلخل برای استفاده در بخش حسگری زیست‌محیطی مناسب است.

دندریمری که محققان دانشگاه سوکوبا استفاده کردند از یک هسته پذیرنده الکترون و شاخه‌های حاوی دهنده الکترون تشکیل شده است. در شرایط ویژه‌ای، این دندریمرها خودآرایی داده و به‌صورت الیاف در می‌آیند و ساختار چارچوب بلوری تشکیل می‌دهند. در این چارچوب‌، حفره‌های زیادی وجود دارد که مستعد جذب بخار حلال هستند.

سائه ناکاجیما از محققان این پروژه می‌گوید: «نفوذ آهسته متانول یا استونیتریل به داخل محلول کروفورم حاوی دندریمر موجب تشکیل میکروالیاف بلوری می‌شود که ما در شرایطی خاص از این روش برای تولید میکروکره‌های دندریمری استفاده کردیم.»

این گروه تحقیقاتی نشان دادند که 70 درصد از حجم این الیاف دندریمری به‌صورت فضای خالی است که می‌تواند بخارات را به خود جذب کند.  زمانی که بخارات وارد این حفره‌ها می‌شوند، تغییر در زمان بسیار کوتاه، در حد دو ثانیه، اتفاق می‌افتد که با توجه به ارتباط میان قطبیت حلال و تغییر رنگ، می‌توان فرآیند شناسایی حلال را انجام داد. زمانی که حلال از سطح دندریمر خارج شود، رنگ دندریمر به حالت اولیه خود باز می‌گردد و می‌توان حسگر را مجدداً مورد استفاده قرار داد.

یوهی یاماماتو از محققان این پروژه می‌گوید: «دندریمرها معمولاً از ساختار متخلخل متراکم برخوردار هستند. این ساختار بلوری در شرایط ویژه‌ای قابلیت استفاده در بخش حسگری را دارا است.»

نتایج این پروژه نشان می‌دهد که از دندریمرها می‌توان برای حسگری در بخش بخار حلال استفاده کرد. این ساختارهای متخلخل دارای پتانسیل بالایی برای تشخیص مواد آلی و گازها هستند.