本研究は革新的にスマートセンサー材料を構築し、水中のペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）を特異的に認識し、可視化検出を実現した。第四級アンモニウム塩モノマーのメタクリロキシエチルトリメチルクロリドアンモニウム（MTAC）とポリエチレングリコールジアクリレート（PEGDA）を架橋共重合し、ポリスチレン（PS）フォトニック結晶のテンプレート上に強い陽イオン特性を持つフォトニック結晶ハイドロゲル（PCH）を構築した。本材料はフォトニック結晶の構造色特性とスマートハイドロゲルの刺激応答特性を兼ね備えている。PFOSが陽イオン部位およびゲル骨格と特異的に結合すると、ゲルネットワークが収縮し、肉眼で識別可能な発色変化（赤→黄緑）とブラッグ回折波長のシフトを通じて対象物の検出が可能になる。他のペルフルオロカルボン酸類および陰イオン界面活性剤のドデシル硫酸ナトリウム（SDS）と比較して、本センサーはPFOSに対して優れた選択的認識能力を示し、検出限界は1.42 μmol/Lである。実際の水試料検出において良好な信頼性（スパイク回収率92.5%～97.8%）を示し、再利用可能である。本センサーは汚染物質の捕捉と光学信号の自己表現という二重機能を実現するだけでなく、直感的な視覚化、迅速な応答、低コスト等の利点を備え、環境中のPFOS汚染物質の現場迅速スクリーニングおよびリアルタイム監視のための新しい可視化センサープラットフォームを提供する。

フォトニック結晶;ハイドロゲル;ペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）;可視化検出