Le sarin (isopropyl méthyl fluorophosphonate) est un agent nerveux organophosphore régulé par la Convention sur l'interdiction des armes chimiques. Il peut entrer dans le corps par le système respiratoire, la peau ou les yeux, paralysant le système nerveux central en inhibant l'acétylcholinestérase, ce qui peut entraîner la mort. Par conséquent, la détection rapide et sensible du sarin trace est vitale pour la sécurité et la protection de l'environnement.
En raison de sa toxicité élevée, l'utilisation du sarin est strictement contrôlée, ce qui a conduit les chercheurs à utiliser le diéthyl chlorophosphate (DCP) comme simulant plus sûr. La méthode de détection de fluorescence commune tire parti de la forte électrophilicité de DCP, en utilisant des sites de reconnaissance comme l'hydroxyle oxime et l'imine pour l'extinction de fluorescence pour identifier la cible.
Cependant, cette méthode est affectée par le photoblanchiment, l'acide et d'autres facteurs environnementaux, limitant son application.
La plupart des études se concentrent sur le DCP dans les solutions liquides plutôt que sur sa forme gazeuse, ce qui est plus pertinent dans la pratique. Ainsi, le développement d'un nouveau matériau de détection qui combine une sensibilité élevée, une anti-ingérence et une détection rapide pour le DCP liquide et gazeux reste un défi important.
Pour relever ce défi, une équipe de recherche dirigée par le professeur Dou Xincun de l'Institut technique du Xinjiang de physique et de chimie de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a développé une stratégie de conception pour réguler la densité des sites de reconnaissance pour la détection de fluorescence ultrasensible et spécifique du DCP gazeux.
Leurs résultats, publiés dans la revue Chimie analytiquesoulignez l'importance d'ajuster la densité du site de reconnaissance et la surface spécifique des matériaux de base de Schiff. Cette approche améliore à la fois la capacité d'adsorption et l'efficacité de collision avec DCP gazeux.
Dans cette étude, les chercheurs ont conçu et synthétisé une série de matériaux de base Schiff de fluorescence zéro-sol – à savoir, FDBA, DFDBA et DFDBA-pop – avec des densités variables de liaisons C = n comme sites de reconnaissance. Cela a été réalisé en modulant la longueur de la chaîne.
Les résultats indiquent que l'augmentation de la densité des liaisons C = n et la surface spécifique améliore l'efficacité de collision avec DCP, conduisant à des temps de réponse plus rapides.
Plus précisément, lorsque la densité des liaisons C = n atteint 3,86 × 1021/ cm3 et la surface spécifique est de 128,5 m2/ G, DFDBA-POP présente d'excellentes performances de détection pour l'analyte cible. Il est capable de détecter le DCP gazeux avec un temps de réponse rapide de seulement une seconde et démontre une sélectivité supérieure, même en présence de 15 interférentes différents, y compris l'acide chlorhydrique, qui ressemble étroitement au DCP.
De plus, le caractère pratique du DFDBA-POP a été validé par le développement d'un capteur à l'état solide DFDBA-POP, qui peut identifier spécifiquement le DCP gazeux.
Les chercheurs prévoient que cette stratégie de conception pour le DFDBA-POP fournira de nouvelles informations sur la personnalisation de polymères poreux organiques avec des fonctions de détection spécifiques, offrant un modèle avancé pour le développement de capteurs à l'état solide visant à détecter et à distinguer les substances traces avec des structures et des propriétés similaires.
