Advanced Functional Materials:介孔二氧化硅基光学异质结构的界面组装及传感应用

功能化的介孔二氧化硅材料(MSMs)因其多样化的结构性质和光学性质一直以来受到了人们的广泛关注。MSMs具有可调的孔道、易于修饰的表面以及便于接近的活性位点,因此在传感领域具有巨大应用潜力和前景。近年来,高选择性、超灵敏度、目标识别以及多通道功能成为了该研究领域的重点和热点方向。而在MSMs组装过程中的功能基团种类、材料结构以及组分类型便成为了高传感性能的关键。随着MSMs在光学传感领域的不断发展,多种不同类型和层次的功能基团已经成功引入了介孔骨架。这样的异质结构同时保留了介孔二氧化硅优异的结构性能和功能基团的光学性能,使得此类材料具有光稳定、设计灵活、多重功能等特点。

近日,复旦大学化学系孔彪教授和赵东元院士课题组总结了构建MSMs基光学异质结构的多种界面组装策略,以及其性质、发光机理、在光学传感领域的应用。并进一步谈论和展望了MSMs基异质结构在光学传感应用领域的前景。文章以综述的形式发表在Wiley旗下期刊Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201906950)上。

本文将介孔异质结构组装过程的所需功能团进行了分层次介绍,依照尺寸分别包括离子、分子、配合物、大分子以及纳米颗粒。从不同的组装方法和合成策略方面入手,全面系统地阐述了各种不同形貌、传感机理的MSMs材料的光学性能以及在传感领域的优势。并且总结了此类材料在分子传感、生物传感、温度传感、机械力传感等不同领域的应用。最后,本文对MSMs材料在光学传感的最近进展和展望进行了阐述,MSMs的光学异质骨架弥补了传统发光材料在传感方面的不足,在高性能传感、实时检测、多功能智能生物材料方面显示出了广阔的应用前景。