Diese Studie entwickelte innovativ ein intelligentes Sensormaterial, das eine spezifische Erkennung und visuelle Detektion von Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) im Wasser ermöglicht. Durch die Vernetzung und Copolymerisation des quartären Ammoniumsalzmonomers - Methacryloxyethyltrimethylammoniumchlorid (MTAC) mit Polyethylenglykol-Dipropylacrylat (PEGDA) wurde auf einer Polystyrol (PS) Photonkristallvorlage ein photonkristalliner hydrophiler Gel (PCH) mit starker kationischer Eigenschaft hergestellt. Das Material kombiniert die strukturelle Farbgebung des Photonkristalls mit der stimulierten Reaktion des intelligenten Hydrogelels. Wenn PFOS spezifisch mit den Kationsstellen und dem Gelgerüst bindet, zieht sich das Gelnetzwerk zusammen, was eine Detektion des Zielstoffs durch eine für das Auge sichtbare Farbänderung (Rot → Gelbgrün) und eine Verschiebung der Bragg-Beugungswellenlänge ermöglicht. Im Vergleich zu anderen perfluorcarbonsäurehaltigen Verbindungen und dem anionischen Tensid Natriumdodecylsulfat (SDS) zeigt der Sensor eine hervorragende Selektivität für PFOS mit einer Nachweisgrenze von 1,42 μmol/L. Bei der tatsächlichen Wasserprobenanalyse wurde eine gute Zuverlässigkeit (Wiederfindungsrate 92,5 % bis 97,8 %) gezeigt und das Material ist wiederverwendbar. Der Sensor erfüllt nicht nur die doppelte Funktion der Schadstoffbindung und optischen Signalselfexpression, sondern bietet auch Vorteile wie intuitive Sichtbarkeit, schnelle Reaktion und niedrige Kosten und stellt eine neue visuelle Sensorplattform für die schnelle Vor-Ort-Screening und Echtzeitüberwachung von PFOS-Verunreinigungen in Umweltwasser bereit.

Photonkristall;Hydrogel;Perfluoroctansulfonsäure (PFOS);Visuelle Detektion