近日，iChEM研究人员、厦门大学化学化工学院侯旭教授课题组在偶极诱导界面分子重构的响应性液体系统的构建及其应用研究方面取得重要突破。相关成果“Visual Chemical Detection Mechanism by a Liquid Gating System with Dipole-Induced Interfacial Molecular Reconfiguration”于近日发表在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201814752)。

限域空间中的动态界面研究为界面科学的发展与应用带来新的机遇。不同于宏观尺度界面呈现的相对独立界面行为，限域空间中的界面由于空间的尺寸效应而具有更复杂的动态多相界面性质。基于动态界面设计提出的液体门控概念是通过限域孔道空间稳定的流体能够可逆地将小孔密封在闭合状态，并可在压力的驱动下迅速重新配置，以生成内壁上有流体的开启小孔。同时，由于界面分子的化学构型决定着物质的表界面性质，借助于微观科学技术，研究人员越来越关注于界面分子行为及其对物质界面性质的影响及作用方式。

课题组研究团队基于响应性的液体门控机制及表面活性剂的研究，通过对门控液体中双亲分子的界面物理化学设计，提出了响应性门控液体用于化学检测的全新机制。利用双亲分子在界面上通过偶极诱导进行的动态界面分子重排行为，开发了一种全新的液体门控化学检测方法并探究其在化学检测中的应用。不同于传统的检测系统，该门控液体响应的液体门控检测体系拥有特殊的检测信号传递方式：门控液体中功能分子受检测物质的偶极诱导作用，在界面上进行分子构型重排，界面张力发生变化，进一步最终转化为气体跨膜临界压力阈值的变化。这一机制的提出为化学物质的检测提供了一种全新的检测机制设计思路，即可以通过监测气体跨膜临界压力阈值变化来进行化学检测，得到检测物的成分、浓度等信息。该液体门控检测体系的设计思想展示了响应性液体门控机制的广阔应用前景，为新型无电可视化化学检测的实际应用模型设计提供了全新的思路。

该研究工作是在侯旭教授指导下完成的。厦门大学化学化工学院2017级博士研究生樊漪、iChEM Fellow盛智芝为共同第一作者，iChEM博士后陈俊、陈柏屹、王树立，厦门大学化学化工学院硕士研究生潘虹，石墨烯工程与产业研究院陈薪羽老师，物理科学与技术学院博士研究生吴锋参与了研究工作。该工作得到国家重点研发计划（2018YFA0209500）、国家自然科学基金（21673197，21621091，21808191）、111引智计划（B16029）、中央高校基本科研业务费专项基金（20720170050）、福建省自然科学基金（2018J06003）、福建省战略性新兴产业专项及中国博士后科学基金（2016M600500）等的资助，以及固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的大力支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201814752