借助分子开关感知紫外线

俗话说“剂量决定性”，这句话也适用于紫外线 (UV)。虽然紫外线对于维生素 D 的生成至关重要，在光疗中显示出良好的效果，参与多种工业过程和植物生长，但它也具有有害影响，如皮肤过早老化和癌症。除其他变量外，紫外线的有益或有害影响取决于所输送的紫外线剂量。随着即时护理技术和物联网的兴起，对影响我们健康的环境变量的实时监测需求日益增长。然而，现有的紫外线光学传感技术依赖于柔韧性有限的材料，或昂贵且易碎的(科学级)设备。

为了弥补这一差距，加拿大高等技术学院 (ÉTS) 的 Bora Ung 教授领导的研究人员制造了一种用于紫外线检测的新型橡胶状光纤。为此，研究人员将一种高度灵活、可拉伸且生物相容性的塑料聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 掺杂了一种有机染料，这种染料可充当分子开关，使 PDMS 对紫外线产生反应。这种名为螺吡喃的有机染料的分子结构在紫外线照射下会发生可逆转变，从而导致 PDMS 化合物的光学性质发生变化。这些变化可以使用常见的 LED/激光源和光电二极管来测量。一旦紫外线照射停止，该材料就会恢复其初始属性，就像一个开关，并且可以重复使用多次。研究人员希望将其集成到智能纺织品和可穿戴设备中，以进行连续的紫外线剂量监测，充分利用光学传感器的优势，例如不受电磁干扰和腐蚀的影响。该研究成果是朝着弹性光学、智能光学材料和聚合物光波导传感器研究迈出的重要一步。该论文题为“用于紫外线传感的新型弹性螺吡喃掺杂聚(二甲基硅氧烷)光波导”，发表在《光电子学前沿 》(2024 年 7 月 15 日出版)上。

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