基于偶氮苯共聚物旋涂法制备的智能表面用于氟化氢可视化传感研究

为解决氟化氢(HF)泄漏检测难题，山东科研团队通过接枝反应制备了新型偶氮苯功能化PMVEMA-co-MAB共聚物，开发出具有HF/碱刺激响应特性的智能涂层。该材料可在0.9226 mmol/L检测限下实现黄-橙红色快速可逆转换，并可通过三乙胺(Et3N)10秒内擦写图案，为高危气体泄漏监测提供了高性能可视化传感器解决方案。

　　

在氟化工领域，氟化氢(HF)作为关键原料广泛应用于无机氟化物、氟聚合物及精细化学品合成，但其强挥发性和腐蚀性导致储运过程存在重大安全隐患。传统检测方法往往面临响应速度慢、不可逆或操作复杂等瓶颈，亟需开发新型可视化传感材料。

山东省科研机构联合团队在《Surfaces and Interfaces》发表研究，通过将偶氮苯基团接枝到聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸酐)(PMVEMA)骨架上，成功制备出具有HF/碱刺激响应特性的PMVEMA-co-MAB共聚物。该材料通过简单的旋涂法成膜后，可实现对HF气体的快速可视化检测，其颜色转换机制源于偶氮苯部分的质子化/去质子化驱动。

研究采用接枝聚合合成PMVEMA-co-MAB共聚物，通过核磁共振和红外光谱确认结构，利用旋涂技术制备智能涂层。以三氟乙酸(TFA)模拟HF进行图案化实验，结合紫外-可见光谱分析响应性能，最终通过三乙胺(Et₃N)验证材料的可逆性。

RESULTS AND DISCUSSION部分揭示：1）合成的共聚物在HF刺激下发生从黄色到橙红色的显著变色，归因于偶氮苯生色团的分子内电荷转移增强；2）电子给体马来酰亚胺环显著提升响应灵敏度，检测限达0.9226 mmol/L；3）涂层可在10秒内被Et₃N完全还原，循环50次后仍保持90%以上响应活性；4）通过TFA蒸汽可实现微米级图案直写，在信息加密存储领域展现潜力。

CONCLUSIONS指出：该研究不仅为HF泄漏监测提供了新型可视化传感器件，其快速响应（<10秒）和优异可逆性（>50次循环）特性，更推动了智能涂层在危险气体实时监测领域的应用。PMVEMA-co-MAB材料兼具制备简便（室温旋涂成膜）与性能稳定（空气中保存30天无衰减）的优势，为开发新一代高频气体泄漏传感器奠定了材料基础。

这项工作由山东省自然科学基金（ZR2022MB034）和山东省高校青年创新团队发展计划联合资助，通讯作者为Chuanyong Zong和Yuhe Wang。研究成果不仅解决了氟化工安全生产的监测难题，其分子设计策略更为开发其他危险气体响应材料提供了新思路。