多功能柔性荧光薄膜传感器：高性能H2S检测、自灭菌与食品智能包装的集成应用

这篇研究通过静电纺丝技术构建了一种兼具H2S传感与自抗菌功能的多功能荧光薄膜（Zr-MOF&RB-P@F）。该薄膜以锆基金属有机框架（Zr-MOF）为荧光响应单元，玫瑰红修饰聚合物（RB-P）为参比单元，实现了22.4 μM的低检测限、可视化识别及87.5%的抗菌效率。其创新性在于将比率荧光传感与光动力抗菌协同整合，为食品安全监测和智能包装提供了新型解决方案。

　　

Highlight

本研究成功开发了一种基于静电纺丝技术的多功能比率荧光薄膜传感器（Zr-MOF&RB-P@F），巧妙融合了H₂S高灵敏度检测与自灭菌功能。通过将锆中心金属有机框架（Zr-MOF）作为"荧光开关"与玫瑰红修饰聚合物（RB-P）光敏剂协同嵌入纤维网络，不仅实现了H₂S诱导的蓝光发射（检测限低至22.4 μM），还赋予薄膜在可见光下87.5%的杀菌效率——相当于为传感器披上了"抗菌铠甲"。

Material design

材料设计

如图1a所示，采用溶剂热法合成的Zr-MOF具有独特的双配体结构（芘衍生物TBAPy和卟啉衍生物TCPP），其梭形形貌（长度约1.5 μm）为H₂S提供了丰富结合位点。而通过DMTMM活化将玫瑰红（RB）共价接枝到氨基聚乙二醇（NH₂-PEG）形成的RB-P，则如同"分子灯塔"稳定发出红光参照信号。二者在PVP电纺基质中的均匀分散，构建出"蓝-红双色编码"的智能纤维网络。

Conclusion

结论

这项研究开创性地将Zr-MOF的H₂S响应特性与RB-P的光动力抗菌功能集成于柔性薄膜，其双重优势表现为：1）比率荧光检测规避环境干扰，实现"肉眼可见"的H₂S浓度变化（从蓝到紫的色阶演变）；2）在生鲜包装实验中同步完成腐败气体监测和细菌抑制，如同给食品装上"智能防护罩"。该设计为多功能传感材料开发提供了新范式，在可穿戴医疗、环境安全等领域具有广阔前景。