[00985411]智能型稀土有机-无机杂化荧光传感器的设计、构筑及应用研究

该项目属于化学学科中应用化学及稀土材料化学交叉研究领域。该体系在国家自然科学基金等课题支持下，立足于禁阻跃迁的稀土元素基础上，以其替代传统荧光物质来组装新型光学传感器并构筑出稀土离子与主体分子间的协同效应关系。利用长寿命的光输出和时间分辨技术解决了检测客体组分过程中的背景荧光干扰问题，进而有效结合传感器多样的外界响应性最终得到了一系列探测阴、阳离子、氨基酸、pH值及温度变化的智能荧光材料。主要的科学发现如下：1)新型稀土配位体系的设计、构筑和组装，利用配体上的结构单元（如氢键供体、多重配位位点及反应官能团等），通过共价或非共价作用适应不同客体的需求。该技术不仅解决了长期以来被检测物依赖于宽带荧光信号变化的局面，而且Gale PA等在权威化学期刊综述（Chemical Society Reviews 2012，41，480；影响因子24.9）中着重指出相关研究成果率先实现了基于同种稀土分子基器件的双阴离子识别，开创了荧光识别领域的新方向。2)荧光传感材料的基质选择及调控，将稀土发光组分引入二氧化硅、二氧化钛、聚乙烯醇、软物质及碳材料等多种体系中，不仅在水溶液里保持了较为稳定荧光效应，且能对多种离子迅速响应。首次提出在聚电解质（聚丙烯酸、聚丙烯酰胺及聚异丙基丙烯酰胺等）及纤维素中嫁接稀土功能分子片段，构建了柔性动态的稀土智能水凝胶荧光开关，有效克服了粉体材料循环使用效率低的问题。在该技术基础上，进一步探究了与碳纳米管和石墨烯的组装关系和分子机制，找到了炭疽杆菌主成分介导光电双重信号变化的直接证据。3）在稀土荧光识别领域开拓出材料组装的新技术，将共掺型稀土光功能复合材料推进至强化学键结合的有机-无机杂化多元体系，从分子尺度制备和组装了十余种共价型荧光探针。初步建立起各种类型被分析物的荧光识别规律并拓展出多重多级响应模式。该项目以第一作者及通讯作者身份在影响因子＞3.0的化学及材料类SCI经典刊物中发表论文23篇。应邀在国际国内重要学术会议做报告10余次，研究成果被国内外同行他引100多次，包括被Chem. Rev.和Chem. Soc. Rev.多次正面引用和专门介绍。2013年荣获全国大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师奖。项目在近三年内指导研究生获得国家奖学金3次，华藏奖学金10人次，华南师范大学“十佳优秀学术论文”1次，独立指导2011级本科生庞淑婷获得第十三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛全国一等奖及第十二届“挑战杯”省赛特等奖。2009级本科生蔡伟生获得第五届“挑战杯”校赛特等奖。