第一作者:李騰飛
通訊作者:林禹澤,喬燕,沈亮
通訊單位:中國科學(xué)院化學(xué)研究所,吉林大學(xué)
林禹澤,中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員、博士生導(dǎo)師、課題組組長。科睿唯安全球“高被引科學(xué)家”(Highly Cited Researcher)。(信息來源:http://linyz.iccas.ac.cn/home)
沈亮,吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院副院長、教授,國家級青年人才,主要研究新型光電器件物理、性能及其軍事及民品應(yīng)用。(信息來源:http://sklio.jlu.edu.cn/xstd/gdyjry.htm)
論文速覽
全球近80%的人口面臨水安全問題,主要原因是缺乏清潔和安全管理的水資源。特別是難以生物降解的高度有毒的痕量(ppm級)污染物,對水質(zhì)和公共健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
本研究針對聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中提出的到2030年實(shí)現(xiàn)普遍和公平的獲得安全和負(fù)擔(dān)得起的飲用水的需求,開發(fā)了高靈敏度的便攜式有機(jī)光電探測器(OPDs),用于原位監(jiān)測水中污染物。
通過膠體處理方法,由致密有序的聚合物薄膜制成OPDs,實(shí)現(xiàn)了高達(dá)4.1×1013 Jones的比探測率(D*),能夠檢測低至0.02/0.05 mg?l-1的水中染料污染物/葉綠素類似物,遠(yuǎn)低于排放/富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)。
圖文導(dǎo)讀
圖1:原位高敏感水監(jiān)測CP-OPDs的示意圖。
圖2:膠體加工與溶液加工。
圖3:高探測率CP-OPDs。
圖4:水污染監(jiān)測。
圖5:CP-OPD的優(yōu)異性能。
總結(jié)展望
本研究開發(fā)的膠體處理有機(jī)光電探測器(CP-OPDs)在可見光至近紅外光區(qū)域展現(xiàn)出了卓越的探測性能,具有最低可檢測光強(qiáng)度達(dá)到0.1 pW/cm-2,是目前報(bào)道的光電探測器中的最好值,甚至與商業(yè)Si光電二極管相媲美或更優(yōu)。
通過實(shí)現(xiàn)對水中微量染料污染物和葉綠素A類似物的高靈敏度檢測,CP-OPDs在實(shí)際水污染監(jiān)測中展現(xiàn)出巨大潛力,為清潔水管理的發(fā)展提供了新的技術(shù)途徑。
文獻(xiàn)信息
標(biāo)題:Highly sensitive water pollution monitoring using colloid-processed organic photodetectors
期刊:Nature Water
DOI:10.1038/s44221-024-00247-0
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