সম্প্রতি, সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ মাইক্রোসিস্টেম অ্যান্ড ইনফরমেশন টেকনোলজির সেন্সিং টেকনোলজি ল্যাবরেটরি, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস (এসআইআইএসটি) পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সর গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি করেছে। এই কাজটি চমৎকার পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সর তৈরির জন্য একটি কার্যকর কৌশল প্রদান করে এবং পরীক্ষামূলকভাবে যাচাই করে এবং তাত্ত্বিকভাবে ফ্লুরোসেন্স সেন্সিং এবং গ্যাস শোষণের সিনারজিস্টিক প্রক্রিয়া গণনা করে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সরগুলি গ্যাস সেন্সিংয়ের ক্ষেত্রে বিশেষ করে বিস্ফোরক, স্নায়ু এজেন্ট এবং ওষুধের মতো সামাজিক বিপদ সংবেদন করার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। তাদের উচ্চ সংবেদনশীলতা, প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং নির্বাচনের কারণে, তারা ট্রেস পদার্থ সনাক্তকরণের জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি। যাইহোক, বেশিরভাগ ফ্লুরোসেন্ট সংবেদনশীল উপাদানগুলি সমষ্টিগত ফ্লুরোসেন্স কোনচিং (ACQ) প্রভাব এবং ফটোব্লিচিং প্রপঞ্চে ভোগে, যা ফ্লুরোসেন্ট সেন্সিং উপাদানগুলিকে তৈরি করে যা ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে বিরল করে। এটি গ্যাস সনাক্তকরণে ফ্লুরোসেন্ট সংবেদনশীল পদার্থের প্রয়োগকে ব্যাপকভাবে সীমিত করে, এবং গ্যাস সেন্সিংয়ের জন্য নতুন উচ্চ-কর্মক্ষমতা সংবেদনশীল উপকরণগুলি বিকাশের জরুরি প্রয়োজন রয়েছে। দরিদ্র সলিড-স্টেট ফ্লুরোসেন্ট কোয়ান্টাম দক্ষতা এবং পাতলা-ফিল্ম জৈব ফ্লুরোসেন্ট প্রোব উপাদানগুলির মুখোমুখি হওয়া দুর্বল ফটোস্টেবিলিটির সমস্যার দিকে লক্ষ্য রেখে, গবেষকরা একটি নতুন ধরণের হোস্ট-গেস্ট থিন-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট গ্যাস সেন্সর তৈরি করেছেন যার সাথে উচ্চ 3S (সংবেদনশীলতা, স্থিরতা, স্থিতিশীলতা) ) গ্যাস বিশ্লেষকদের জন্য একটি জৈব ফ্লুরোসেন্ট গেস্টকে একটি মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্ক (MOF) এ পিগিব্যাক করে, যা বিভিন্ন প্রয়োজন মেটানোর জন্য পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সর নির্মাণের জন্য একটি নমনীয় পদ্ধতি প্রদান করে। নমনীয় পদ্ধতি।
এই কাজে, ACQ অণু Me4BOPHY-1 একটি এনক্যাপসুলেটেড অর্গানিক গেস্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল, যা একটি সাধারণ কঠিন-ফেজ সংশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি ধাতব-জৈব ফ্রেমওয়ার্ক ZIF-8-এ এমবেড করা হয়েছিল এবং এর ফ্লুরোসেন্স নির্গমন বৈশিষ্ট্যগুলি লোডিং অনুপাত সামঞ্জস্য করে সামঞ্জস্য করা হয়েছিল৷ MOFs (ZIF-8) অতিথি অণুকে The MOFs (ZIF-8) দিয়ে অতিথি অণুগুলির জন্য বিভিন্ন ন্যানোক্যাভিটি প্রদান করে, এইভাবে ফ্লুরোসেন্টের স্ব-একত্রীকরণ হ্রাস করে অণু এবং কার্যকরভাবে Me4BOPHY-1 এর ACQ প্রভাবকে অতিক্রম করে। অণুর সলিড-স্টেট ফ্লুরোসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা (QY) অতিথি অণুর বিভিন্ন অনুপাতের সাথে 0.76% থেকে 19.72% পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়েছিল৷ আরও, ডাইথাইল ক্লোরোফসফেট (ডিসিপি) এর গ্যাস-ফেজ সনাক্তকরণ, স্নায়ু এজেন্ট সারিন এর একটি এনালগ, অর্জন করা হয়েছিল (চিত্র 1)।
চিত্র 1. ফ্লুরোসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা বৃদ্ধি এবং হোস্ট-গেস্ট এমবেডেড স্ট্রাকচার ব্যবহার করে জৈব ফ্লুরোসেন্ট ছোট অণু প্রোবের সেন্সিং কর্মক্ষমতা।
MEMS ক্যান্টিলিভার রশ্মি শোষণ গবেষণায় দেখা গেছে যে গ্যাস পরিমাপের জন্য হোস্ট-গেস্ট এমবেডেড এমওএফ সেন্সরের প্রাক-সমৃদ্ধকরণ প্রোবটিকে চমৎকার গ্যাস সেন্সিং ক্ষমতা দিয়ে সমৃদ্ধ করেছে, যার প্রতিক্রিয়া সময় 3 সেকেন্ড পর্যন্ত এবং সনাক্তকরণের সীমা কম। হিসাবে 1.13 ppb. আরও কি, MOF-এর ক্যাজিং প্রভাব বিশ্লেষকের সিলেক্টিভিটি উন্নত করে, এবং Me4BOPHY-1＠ZIF-8 হস্তক্ষেপকারী গ্যাস HCl-এর জন্য অত্যন্ত নির্বাচনী। হস্তক্ষেপকারী গ্যাস HCl-এর প্রতিক্রিয়ায় -8 উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল, যা পূর্ববর্তী সাহিত্যে অনিবার্য ছিল। এদিকে, অর্গানোমেটালিক ফ্রেমওয়ার্ক কাঠামোর "খাঁচা প্রভাব" সেন্সরের ভাল ফটোস্টেবিলিটি এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে। অর্গানোফ্লুরোসেন্ট অণুর তাপীয় পচন তাপমাত্রা 200 ডিগ্রী থেকে 527 ডিগ্রীতে বৃদ্ধি করা হয়েছিল এবং উত্তেজনা ব্যান্ডে লেজার বিকিরণ 4800 সেকেন্ডের পরেও প্রাথমিক ফ্লুরোসেন্সের তীব্রতা বজায় রাখা হয়েছিল। সংক্ষেপে, বিষয়-অবজেক্ট এমবেডেড ডিজাইন কৌশল গ্যাস বিশ্লেষকদের জন্য উচ্চ 3S (সংবেদনশীলতা, নির্বাচনীতা এবং স্থায়িত্ব) সহ একটি পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট গ্যাস সেন্সর প্রদান করে এবং বিভিন্ন প্রয়োজন মেটাতে পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সর নির্মাণের জন্য একটি নমনীয় পদ্ধতি সরবরাহ করে। বিপজ্জনক গ্যাস সেন্সিংয়ে প্রতিশ্রুতিশীল অ্যাপ্লিকেশন সহ পাতলা-ফিল্ম ফ্লুরোসেন্ট সেন্সরগুলির জন্য একটি উন্নত নকশার কৌশল প্রস্তাব করা হয়েছে (চিত্র 2)।
চিত্র 2. হোস্ট-গেস্ট এমবেডেড এমওএফ সেন্সর উচ্চ 3S (সংবেদনশীলতা, নির্বাচন, স্থিতিশীলতা) সংশ্লেষণ উপলব্ধি করে
কাগজটির প্রথম লেখক হলেন আমাদের ইনস্টিটিউটের স্নাতকোত্তর ছাত্র ঝেংকি শেন এবং সংশ্লিষ্ট লেখক হলেন ইয়ানিয়ান ফু, একজন গবেষক, জিয়াংং চেং এবং মিন তু, একজন তরুণ গবেষক। এই কাজটিতে তরুণ গবেষক কাই কিউ, প্রকল্প সহযোগী Xiuyun জিয়াং এবং হংকং ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির প্রফেসর ঝিয়াং ফ্যানও সহায়তা করেছিলেন। সম্পর্কিত কাজটি বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি মন্ত্রণালয়ের ন্যাশনাল কী রিসার্চ অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট প্রোগ্রাম (2022YFB3203500, 2021YFB3200800), চীনের ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (62022085, 62301544, 61831021, সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি কমিশন), 2822021, 2292021 দ্বারা সমর্থিত ছিল। (22QA1410800)।
