Estudo do desempenho de detecção de nitroaromáticos por sondas fluorescentes de polipropileno com estrutura controlada

Tong-yao Zhao ,  

Ming-yi Liao ,  

Pi-bo Liu ,  

摘要

Para enfrentar a ameaça contínua à segurança pública representada pelos explosivos nitroaromáticos, é fundamental desenvolver métodos de detecção altamente sensíveis e seletivos. Entre eles, o desenvolvimento de polímeros não conjugados com estruturas inovadoras e mecanismos de detecção exclusivos permanece um grande desafio nesta área. Neste trabalho, utilizou-se uma classe emergente de polímeros insaturados (polipropileno) com propriedades de emissão não tradicionais como sonda fluorescente, estudando a relação estrutura-atividade entre a estrutura da cadeia principal e os grupos funcionais das cadeias laterais (fenila e fenila halogenada) na resposta fluorescente aos nitroaromáticos. Os resultados mostraram que essa série de polímeros apresentou um apagamento fluorescente dinâmico significativo para 2,4,6-trinitrofenol (TNP), 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) e nitrobenzeno (NB), destacando-se especialmente a resposta ao TNP, com constante de apagamento (Ksv) de até 1,43×106 L/mol e limite de detecção (LOD) tão baixo quanto 1,54×10-7 mol/L, superando o desempenho combinado da maioria dos materiais de sonda fluorescente relatados. O estudo do mecanismo indicou que as características de detecção de compostos nitro derivam do efeito de superconjugação da cadeia principal do poli(3-fenilpropileno) (P3-PhAY), enquanto os halogênios das cadeias laterais dos poli(2-halofenilpropileno) (P2-4FPhAY, P2-4ClPhAY e P2-4BrPhAY) amplificam o processo de transferência electrónica induzida pela luz (PET), e o caminho único de transferência de energia por ressonância fluorescente (FRET) com o TNP confere ao sistema uma seletividade extremamente alta. Este trabalho não apenas fornece uma sonda de alto desempenho para a detecção de explosivos, mas também oferece uma nova estratégia e base teórica para projetar a nova geração de sensores fluorescentes poliméricos não conjugados, clarificando a relação "estrutura-mecanismo-desempenho".

关键词

polipropileno; detecção de explosivos; apagamento fluorescente; transferência eletrônica induzida por luz; transferência de energia por ressonância fluorescente

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