近日，江西科技师范大学化学学部柔性电子创新研究院、柔性电子江西省重点实验室张革副教授团队，在《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》上发表了题为“Conjugated polymers meet hydrogels: Realizing a remarkable intelligent Cr(VI) platform”的最新研究成果。

共轭聚合物凭借其独特的分子效应，在柔性光学传感器中展现出极高的灵敏度。然而，成膜后，分子间π-π堆积作用引发的弱松弛现象，不仅会降低其荧光强度，还会掩盖大量活性位点，从而阻碍传感器对分析物的快速响应。为应对上述挑战，本篇文章巧妙地将水凝胶与共轭聚合物相结合，攻克了共轭聚合物薄膜传感器在实际应用中长期存在的瓶颈问题。通过将传感功能与柔性水凝胶材料相集成，能够实现与基于智能手机的便携式平台的无缝对接，从而在不依赖大型实验室仪器的情况下，完成对六价铬（Cr(VI)）的现场定量检测。这种设计实现了从“传感器作为一种材料”到“传感器作为一种器件”的转变，解决了高灵敏度与可现场部署实用性之间的权衡难题。

图1. 基于共轭聚合物水凝胶手机智能平台的设计理念

该论文以水凝胶基质模拟水环境，使共轭聚合物链能够呈现出与在溶液中相近的伸展构象，该方法可有效缓解共轭聚合物体系中常见的聚集诱导荧光猝灭（ACQ）效应。所制备的柔性水凝胶荧光传感器具有优异的选择性和卓越的灵敏度（检测限低至3.18 nM），能在22种阳离子和15种阴离子中快速且高选择性地识别Cr(VI)。此外，该工作成功将构建的柔性水凝胶荧光传感器与智能手机集成，能够在农业场景中实现对Cr(VI)离子的便携式实时监测（回收率在99.14%-102.50%范围内，相对标准偏差在0.14%-1.51%之间）。该研究为解决共轭聚合物薄膜中的ACQ效应提供了有效策略，在显著提升薄膜型荧光传感器检测灵敏度的同时，也为其与实际设备的集成创造了有利条件。

本论文第一作者为江西科技师范大学化学化工学院2023级硕士研究生唐雨琳，通讯作者为江西科技师范大学张革副教授。这项工作得到了国家自然科学基金(52364039、52103214、52373184)、江西省自然科学基金(GJJ2201301、20242BAB23025)、江西科技师范大学科学基金(2022QNBJRC004)、江西省柔性电子重点实验室(20242BCC32010)以及江西省研究生创新基金(YC2024-X24)的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2025.138166