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  高精度，高選擇性，可視化檢測氫氟酸(HF)是一項巨大的挑戰(zhàn)。本工作提出了一種新的基于“刻蝕誘導溶脹機制”的水凝膠光子晶體(PC)作為檢測HF的傳感器。該HF傳感器是由二氧化硅/水/丙烯酸羥乙酯所組成，并通過二氧化硅非密堆積自組裝，光聚合和水溶脹過程實現(xiàn)了非密堆積結(jié)構(gòu)。被HF輕微刻蝕的二氧化硅誘導了PC水凝膠的溶脹，導致反射波長和結(jié)構(gòu)色的變化，從而實現(xiàn)可視化和光譜檢測HF(0-10mM)。具有獨特結(jié)構(gòu)和成分的PC水凝膠是高精度傳感、高選擇性和低檢測限的關(guān)鍵(0.1mM)。此外，該傳感器還具有可裁剪性、便攜帶式、易操作、低成本的優(yōu)勢。

圖1 光子晶體水凝膠的合成示意圖及檢測檢測機理

圖2 PC水凝膠刻蝕前后反射光譜和對應(yīng)的SEM 圖像，以及不同酸，鹽，堿與Δλ的關(guān)系

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.12.045

通訊作者簡介

楊東朋，博士，廣東工業(yè)大學材料與能源學院青年百人(A)，講師。長期從事光子晶體的組裝及其在印刷、傳感、防偽和光催化增強等應(yīng)用，在J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater., Adv. Optical Mater., ACS Appl. Mater. Interface, J. Mater. Chem. C., Chem. Commun., Nanoscale, Langmuir, J Phys. Chem. C等國際學術(shù)期刊發(fā)表SCI論文40余篇，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利1項。成果多次被Nature, ACS, APS作為研究亮點，并被JMCC, PCCP, AMI, ACS Omega等期刊選為封面。2021年，受邀為Materials Advances期刊撰寫膠體組裝方面的綜述性文章。

黃少銘 教授，博導，國家杰出青年基金獲得者。1991年獲南開大學博士學位。1991-1993 南京大學博士后，出站后留任南京大學副教授。1996-2005先后在英國Sussex大學、澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究院(CSIRO) 和美國Duke大學從事研究。2005年3月回國任南京大學教授、博導。2005.9-2018.12任職溫州大學，2019.02月起任職廣東工業(yè)大學。擔任廣州市低維材料與儲能器件重點實驗室主任，校學術(shù)與學位委員會委員及分委員會主任。長期致力于低維材料及器件應(yīng)用研究。在納米結(jié)構(gòu)碳材料及儲能器件應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得了一系列具有國際影響的成果。1999年以來已在國際學術(shù)刊物上發(fā)表380篇余論文, 包括Nat. Mater., Nat. Commun., JACS., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Phys. Rev. Lett.等，被引用近2萬次, H指數(shù)70，入選科睿唯安全球高被引科學家。申請專利90多項。先后完成和承擔包括科技部973和863項目、國家杰出青年基金、國家自然科學基金委國際合作研究重點項目、面上項目及省部級重點項目等十多項，獲省部級獎3項。是國家基金委、自然科學獎、科技部、教育部等會評專家。