在环境监测、医学检测、生物识别等领域,有一种传感器正在悄悄发挥大作用,那就是——光纤表面等离子体共振(SPR)传感器。它小巧、灵敏、反应快,能检测出液体中极其微小的变化,像是给光纤装上了一双“慧眼”。
但即便如此,研究人员还是在不断寻找方法,让它变得更灵敏、更稳定。而这一次,一种叫做Ti₃C₂-MXene的神奇材料加入了这场“升级计划”。
MXene是一种新型二维纳米材料,结构像“千层饼”,具有优异的导电性、光学性能和表面活性。简单来说,它对光和电子特别“敏感”,可以极大提升传感器的响应能力。Ti₃C₂-MXene是其中研究最成熟的一种,正是这位“选手”,最近被应用到光纤SPR传感器中,效果立竿见影。
传统的光纤SPR传感器一般在光纤表面涂一层金属膜(如金),利用光与金属表面之间的共振效应来感知外界变化。可要再提高灵敏度,光靠金已经不够。
于是,研究人员尝试把单层Ti₃C₂-MXene涂在光纤无芯段表面,再在上面加一层金膜,并继续分层涂覆MXene。这样处理后的光纤,在检测液体折射率变化时表现出了惊人的提升:灵敏度提高了近一倍,意味着它可以检测到更轻微的分子变化。
在实际应用落地过程中,像中新康明这样的材料企业也在推动这类前沿传感器的发展。我们具备成熟的Ti₃C₂-MXene制备和定制能力,能够实现大批量生产与稳定供应,支持科研及产业化客户开展多种应用探索。同时,我们也在围绕该材料进行深入的应用开发,诚邀合作,共同拓展其在传感、生物识别等领域的商业潜力。
更棒的是,这种新结构不需要对光纤进行腐蚀或研磨,保留了原有的机械强度,制作成本也不高。
生物分子检测是这类传感器的主要应用方向。比如检测血液中的蛋白质浓度、分析病毒、监测环境污染物等。这些场景都要求传感器快速、准确、灵敏,Ti₃C₂-MXene的加入正好满足了这些需求。
此外,MXene的表面易于功能化,可以进一步与抗体、酶等生物活性物质结合,拓展到更广的生物识别领域,为智能医疗打开更多可能性。
Ti₃C₂-MXene像是给光纤传感器装上了一个“超级感知器”,不仅让它更聪明,还让传感技术的未来变得更加清晰可见。
从材料的一层薄膜开始,科技,正在悄悄改变我们的生活方式。