近日，我室硕士生苏靖祥（第一作者）和戴世勋研究员（通讯作者）联合我校材化学院干宁教授（共通讯作者）在Optics Express期刊上发表了题为“Optimized Ge-As-Se-Te chalcogenide glass fiber sensor with polydopamine-coated tapered zone for the highly sensitive detection of p-xylene in waters”论文(Optics Express. 2020, 28(1), 184-193. https://doi.org/10.1364/OE.381955)。审稿专家给出了高度评价：“据审稿人所知，作者通过结合硫系玻璃和有机聚合物实现了一种高灵敏度红外传感器件，我认为这项工作对于对光谱学领域是有用且重要的，若该硫系玻璃和光纤未来进一步功能化将在未来中红外器件具有使用价值。”（原文为：To the best of my knowledge, the authors report a new approach towards highly sensitive devices combining chalcogenide glasses and polymer materials。I find the current manuscript useful and important for the spectroscopy community because it shows that further functionalization of the chalcogenide glasses and fibers could lead to useful devices for mid-IR region）。

      对二甲苯有机污染物是一类高毒、持久且普遍存在的环境污染物，它对水生态系统和人类健康构成了极大的威胁。在现实生活中的许多情形下，有机污染物的浓度通常处于ppm或ppb级别，但是以往在硫系玻璃拉锥光纤传感领域所报道的检测极限都达不到这样的水平。因此，开发一种新型硫系玻璃拉锥光纤传感器并确保该传感器能够实现ppm或ppb级别浓度的检测很有必要。为了提高硫系玻璃拉锥光纤传感器的灵敏度，本工作创新性地采用一种简单的原位自聚合方法在Ge-As-Se-Te光纤锥区的表面生成了一层聚多巴胺薄膜，聚多巴胺中的芳香环会基于p-p 堆积原理而与对二甲苯中的苯环堆积，从而导致p-xylene分子的富集，实验结果表明：涂覆聚多巴胺薄膜拉锥光纤耐水性很好，对二甲苯剂量检测灵敏度提升40倍，并使检测极限降至50mg/mL。这种新型传感器对50-2000mg/mL的对二甲苯水溶液的检测响应时间小于10min，重复性误差大约为8.97%。这种新型硫系玻璃拉锥光纤传感器具有极大的潜力用于在线原位环境质检。

图1. 聚合物涂覆层增强传感原理

图2. (a) 涂覆光纤SEM图 (b)涂覆光纤在水溶液中浸泡3h后SEM图

图3. (a) 涂覆传感器对6种浓度对二甲苯水溶液的响应时间 (b)响应时间与浓度的依赖关系

图4. (a) 有/无涂覆传感器检测的6种浓度对二甲苯水溶液的红外吸收光谱 (b) 有/无涂覆传感器检测的吸光度与浓度之间的依赖关系 (c)涂覆传感器的重复性验证