分子开关检测环境中的金属
UNIGE的研究人员开发出一种新型化学传感器，能够检测环境中金属的存在
摘要：研究人员设计了一系列分子，能够与环境中存在的金属离子结合，并在结合过程中提供易于检测的光信号。这种新型传感器形成3D结构，其分子由环和两个发光臂组成，这两个发光臂在称为圆偏振发光的过程中发射特定类型的光，并检测诸如钠的离子。
由瑞士日内瓦大学（UNIGE）研究人员领导的一个国际团队设计了一系列分子，能够与环境中存在的金属离子结合，并在结合过程中提供易于检测的光信号。这种新型传感器形成3D结构，其分子是手性的，也就是说在结构上相同但不可重叠，如图像及其在镜子中的反射，或者像左手和右手。这些分子由一个环和两个发光臂组成，这两个发光臂在称为圆偏振发光（CPL）的过程中发射特定类型的光，并选择性地检测诸如钠的离子。这项研究可以在化学科学中阅读。
“我们分子的发光臂就像灯泡一样发光，根据带正电离子，金属阳离子的存在而点亮或关闭，”UNIGE科学系主任，系内普通教授JérômeLacour解释说。有机化学。这些分子可以与小锁相比：当它们准备好操作并检测金属的存在时，它们会发出特定类型的光（圆极化）。当插入金属离子时，它会像钥匙一样作用在它们上面，锁定几何形状会发生变化，并且光线会消失。
这些“锁”由两部分组成：环形（冠醚）可以包围金属离子，如钠，和两个扭曲的臂，从边缘延伸，像灯泡一样，让研究人员“看到”是否金属离子是否存在。在没有金属离子的情况下，两个臂靠近在一起并发出强烈的偏振发光。当插入金属离子时，分子会改变几何形状。手臂分开并停止发光。
易于阅读的分子
您还可以通过添加清除剂分子来“移除密钥”。然后完全恢复两臂的发光。这种开/关功能可以在几个开/关循环中重复，使这些分子有效且易于阅读。因此，分子表现得像一个开关; 它提供了一个清晰的信号，其实际应用可能很多，从检测环境中的金属开始。
这种可逆开关的设计通常涉及使用稀土或其他大型复杂超分子组件（聚合物）。“我们的系统基于碳，氧和氢的小分子，并且具有对钠等简单和天然丰富的阳离子作出反应的优势，”JérômeLacour说。尽管分子具有功能复杂性，但这种新型传感器只需两个合成步骤即可轻松组装，这些步骤可在经过三年的研究后确立。