Exposition à certains inodore, gaz incolores et insipides, tels que les agents neurotoxiques, peut être toxique voire mortelle. Et avoir la capacité de détecter d'autres types de vapeurs pourrait empêcher les gens de manger des aliments avariés ou pourris. Les appareils portables faciles à utiliser pourraient, donc, contribuer grandement à la protection du public. Maintenant, les chercheurs rapportent dans Lettres de matériel ACS ont créé un capteur en forme de stylo qui change de couleur lorsqu'il est exposé à des gaz nocifs.

Les humains ne peuvent pas détecter beaucoup de vapeurs toxiques, tels que les agents neurotoxiques ou les amines volatiles libérées par les aliments avariés, donc un capteur qui peut remarquer les concentrations très infimes de ces gaz serait utile. Les capteurs à fluorescence sont une solution potentielle car ils sont peu coûteux et peuvent révéler des traces de composés. Cependant, certains composés fluorescents s'agglutinent une fois qu'ils réagissent avec les gaz, réduire leur intensité, et ils peuvent nécessiter des processus de fabrication complexes. Pourtant, d'autres fluorophores produisent une lumière plus intense lorsqu'ils sont regroupés - les fluorogènes à émission induite par l'agrégation (AIEgens). La plupart des méthodes de détection actuelles utilisant AIEgens sont à base liquide, nécessitant la dissolution des gaz en solution avant analyse, et ne sont pas facilement transportables. Donc, Zhe Jiao, Pengfei Zhang, Haitao Feng, Ben Zhong Tang et ses collègues voulaient adapter les AIEgens pour qu'ils soient intégrés dans une fibre fine comme une aiguille, créer un appareil portatif dont la pointe "s'allume" en présence d'un gaz particulier.

Les chercheurs ont développé deux "stylos pratiques, basés sur AIEgen, " l'un pour identifier l'agent neurotoxique diéthylchlorophosphite (DCP) et l'autre pour les amines produites par la pourriture des aliments. Premièrement, ils ont recouvert les fibres de polymère de dioxyde de silicium d'une fine couche sol-gel pour immobiliser les AIEgens. Prochain, ils ont ajouté un AIEgen qui change de couleur lorsqu'il réagit avec le DCP sur un ensemble de fibres, et un AIEgen qui réagit avec les amines sur un autre ensemble. Les fibres enduites ont ensuite été placées à l'extrémité d'un dispositif en forme de stylo avec une source de lumière UV à l'intérieur. La pointe du capteur DCP est passée d'une fluorescence jaune à bleue dans les 30 minutes suivant l'exposition au DCP. La pointe du capteur d'amine était initialement d'une couleur bleu-gris douce, mais il a généré une lumière de couleur jaune vibrante en cinq minutes lorsqu'il a été exposé à des vapeurs d'amines volatiles. Les deux capteurs sont revenus à la teinte d'origine lorsqu'ils sont exposés à des vapeurs neutralisantes, démontrant qu'ils étaient réversibles.

Finalement, l'équipe a utilisé le stylo pratique sensible aux amines pour faire la distinction entre un échantillon de saumon qui avait été réfrigéré et un autre qui avait été laissé à température ambiante pendant 48 heures. Les chercheurs disent que d'autres stylos pratiques pourraient être facilement développés en utilisant différents AIEgens sensibles à la vapeur, qui pourrait s'appliquer à la sécurité alimentaire, applications de surveillance environnementale ou de sécurité publique.