中国科学院新疆理化技术研究所窦新存

naixin

窦新存，新疆理化所研究员。2009年7月以优异的成绩从中科院固体物理研究所毕业，获博士学位、中科院优秀博士论文奖和中科院院长奖优秀奖。目前在新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院及能源研究院从事纳米材料太阳能电池方面的研究工作。窦新存致力于发展新型纳米热电材料、半导体光电材料、器件组装优化以及开发等方面的研究，并取得了一系列的科研成果。2011年他曾应邀撰写英文专著Crystal Growth: Theory, Mechanisms and Morphology（Nova Publishers）中的一个章节。


姓    名:窦新存        
性    别:男
职    务:        
职    称:研究员(自然科学)
通讯地址:新疆乌鲁木齐市北京南路40-1号
邮政编码:830011        
电子邮件:xcdou@ms.xjb.ac.cn        
简历：        
工作经历：
　　11/2011 -- 研究员、博士生导师 中国科学院新疆理化技术研究所
　　11/2009-11/2011 博士后 新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院
　　07/2009-07/2011 助理研究员 中科院固体物理研究所
教育背景：
　　09/2004-07/2009 博士（材料物理与化学） 中科院固体物理研究所
　　09/2000-07/2004 理学学士（物理） 华东师范大学
获奖：
　　12/2016 新疆自治区自然科学优秀学术论文一等奖及三等奖
　　09/2016 中国仪器仪表学会青年科技人才奖（1/4）
　　07/2016 指导研究生获得中科院院长优秀奖
　　12/2014 新疆自治区自然科学优秀学术论文三等奖
　　09/2013 新疆杰出青年科技人才
　　09/2012 新疆“百名高层次人才引进计划”
　　03/2012 中国科学院“百人计划-引进国外杰出人才”择优支持
　　2011年 安徽省优博论文奖
　　2010年 中科院优博论文奖（1/41）
　　2009年 中科院院长奖学金优秀奖
　　2009年 中国材料研讨会大会青年优秀论文奖
　　2009年 中国材料研讨会热电材料及应用分会优秀青年学者奖
　　2009年 中国科学院优秀毕业生
学术任职：
　　1. 全国气湿敏专业委员会委员、中科院青联委员
　　2. 中科院新疆理化所学术及学位委员会委员、纪委委员、材料物理与化学学术带头人
　　3. 国际刊物"Journal of Nanoscience Letters"、"Journal of Thermodynamics & Catalysis"、"Chemical Sciences Journal"编委，“Sensor Letters”特刊编辑
　　4. 担任Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Small、Adv. Mater. Interface、Adv. Optical Mater.、Nanoscale、J. Mater. Chem.、Environ. Sci. Technol.、Cryst. Growth Des.、PCCP、J. Phys. Chem. C、CrystEngComm、RSC Adv.、ACS Applied Materials & Interfaces 等30多个国际杂志审稿人。
承担科研项目情况：
　　1. 国家自然科学基金面上项目，项目号：51572292、51372273
　　2. 国家自然科学基金青年基金项目，项目号：51201180
　　3. 中国科学院“引进国外杰出人才”（百人计划）择优支持
　　4. 新疆自治区国际合作项目，项目号：20136008
　　5. 中国科学院“西部之光”联合学者项目，项目号：LHXZ201102
　　6. 自治区引进高层次人才计划
　　7. 新疆杰出青年科技人才项目，项目号：2013711015
　　8. 乌鲁木齐市重大科技专项
　　9. 教育部留学回国人员科研启动基金
　　10.中科院创新基金两项
主要研究领域：
　　本团队包含一名研究员、一名副研究员、三名助理研究员、两名博士后和十名硕博研究生，主要面向新疆乃至国家公共安全重大需求，瞄准世界公共安全科技前沿，以光电纳米材料和痕量检测技术创新为动力，针对公共安全领域备受关注的痕量制式及非制式爆炸物检测开展系统而深入的研究。研究学科涉及材料、物理、化学、电子、高分子等多学科。每年招收硕博研究生3-5名。研究内容包括：
　　1. 无机纳米材料表面态调控及爆炸物气氛仿生嗅觉构建
　　2. 基于异质结（肖特基结、p-n结等）的痕量爆炸物气氛传感器
　　3. 基于化学比色方法的痕量爆炸物气氛检测技术
　　4. 爆炸物残留特异性快速定性分析及现场机器视觉系统
　　在基础研究领域，我们致力于原始创新和发表高水平研究论文，让每一篇文章都成为经典之作（已在Adv. Mater.、Nano Lett.、Adv. Funct. Mater.、Small等著名期刊发表论文40余篇，其中，5篇获得“Materials Views中国”亮点报道，2篇被选为卷首插画，1篇被自然科学基金委推荐宣传报道）；
　　在应用领域，我们致力于开发新型实用化传感检测器件及定性识别技术（已开发产品两项，一项获得国家及公安部安全防范报警系统产品质量监督检测测试中心认证）。
团队主页：http://www.escience.cn/people/douxincun/index.html
代表性文章:
　  专著：
　　1. Dou, X. C., Li, L., Huang, X. H., and Li, G. H., “Growth Mechanisms of Electrodeposited Nanowires”, in “Crystal Growth: Theory, Mechanisms and Morphology” edited by Editors: Nicole A. Mancuso and James P. Isaac, 2011 (Invited book chapter by Nova Publishers)
　　代表性论文：
　　1) Linjuan Guo, Zheng Yang, and Xincun Dou*, Artificial Olfactory System for Trace Identification of Explosive Vapors Realized by Optoelectronic Schottky Sensing, Advanced Materials, 2017, 29,
　　1604528 (IF=18.96)
　　2) Zheng Yang, and Xincun Dou*, Emerging and Future Possible Strategies for Enhancing 1D Inorganic Nanomaterials-based Electrical Sensors towards Explosives Vapors Detection, Advanced Functional Materials 2016, 26，2406–2425. (IF=11.4)
　　3) Zhaofeng Wu, ChaoyuZhou, Baiyi Zu, Yushu Li, and Xincun Dou*, Contactless and Rapid Discrimination of Improvised Explosives Realized by Mn2+ Doping Tailored ZnS Nanocrystals, Advanced Functional Materials, 2016, 26, 4578–4586. (IF=11.4)
　　4) Zheng Yang, Xincun Dou*, Shengli Zhang, Linjuan Guo, Baiyi Zu, Zhaofeng Wu and Haibo Zeng, A High-Performance Nitro-Explosives Schottky Sensor Boosted by Interface Modulation, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 4039–4048 (IF=11.4)
　　5) Yuxiang Li, Baiyi Zu*,Yanan Guo, Kun Li, Haibo Zeng* and Xincun Dou*, Surface Superoxide Complex Defects-Boosted Ultra-sensitive ppb-level NO2 Gas Sensors, Small, 2016, 12, 1420–1424. (IF=8.4)
　　6) Jiang Qu, Yuru Ge, Baiyi Zu*, Yuxiang Li, and Xincun Dou*, Transition-Metal-Doped p-type ZnO Nanoparticle-based Sensory Array for Instant Discrimination of Explosives Vapors, Small, 2016, 12, 1369–1377. (IF=8.4)
　　7) Chaoyu Zhou, Zhaofeng Wu, Yanan Guo, Yushu Li, Hongyu Cao, Xuefang Zheng* and Xincun Dou*, Ultrasensitive, Real-time and Discriminative Detectionof Improvised Explosives by Chemiresistive Thin-film Sensory Array of Mn2+ Tailored Hierarchical ZnS, Scientific Reports, 2016, 6, 25588. （IF=5.228）
　　8) Yang, Z., Guo, L., Zu, B., Guo, Y., Xu, T., and Dou, X. C.*, CdS/ZnO Core/Shell Nanowire-Built Films for Enhanced Photodetecting and Optoelectronic Gas-Sensing Applications. Advanced Optical Materials 2014, 2, 738-745. (IF=5.2)
　　9) Guo, L. J., Zu, B. Y., Yang, Z., Cao, H. Y., Zheng X. F., and Dou, X. C.*, APTS and rGO Co-Functionalized Pyrenated Fluorescent Nanonets for Highly Sensitive Sensing of TNT Vapor. Nanoscale, 2014, 6, 1467-1473. (IF=7.8)
　　10) Zu, B. Y., Guo, Y. N., and Dou, X. C.*, Nanostructure-Based Optoelectronic Sensing of Vapor Phase Explosives - A Promising but Challenging Method, Nanoscale, 2013, 5, 10693-10701. (IF=7.8)
　　11) Dou, X. C.*; Sabba, D.; Mathews,N.; Wong, L. H.; Lam, Y. M.; Mhaisalkar, S. Hydrothermal Synthesis of High Electron Mobility Zn-doped SnO2 Nanoflowers as Photoanode Material for Efficient Dye Sensitized Solar Cells. Chem. Mater. 2011,23, 3938-3945. (IF=9.4)
　　12) Dou, X. C.*; Mathews, N.; Wang,Q.; Pramana, S. S.; Lam, Y. M.; Mhaisalkar, S. Novel Zn-Sn-O nanocactus with excellent transport properties as photoanode material for high performancedye-sensitized solar cells. Nanoscale 2011,3, 4640-4646. (IF=7.8)
　　13) Dou, X. C.; Li, G. H.; Lei, H. C.Kinetic versus thermodynamic control over growth process of electrodeposited Bi/BiSb superlattice nanowires. Nano Lett. 2008,8, 1286-1290. (IF=13.8)
　　代表性专利：
　　1)祖佰祎，窦新存，刘秉鑫，一种多通道爆炸物鉴定仪，申请号：201520996987.7 实用新型专利（已授权）
　　2)祖佰祎，窦新存，陆彬，张磊，郭林娟，一种硅基光电探测器及制备方法和用途，专利号：201210509688.7（已授权）
　　3)祖佰祎，郭林娟，窦新存，杨政，郭亚楠，硝基爆炸物蒸汽检测用荧光纳米网状纤维膜及制备方法，专利号：201310314401.X（已授权）
　　4)郭亚楠，杨政，窦新存，祖佰祎，郭林娟，硫化镉/氧化锌核壳纳米线二氧化氮传感材料及制备方法，专利号：201310314113（已授权）
　　5)祖佰祎，窦新存，陆彬，郭亚楠，杨政，郭林娟，一种基于二氧化钛/石墨烯的二氧化氮传感器及制备方法，专利号：201310234385.3（已授权）
　　6)窦新存，陆彬，祖佰祎，杨政，郭亚楠，一种测量气体在敏感材料表面吸附焓的方法，申请号：201310660594.4 （已授权）
　　7)窦新存，李广海，雷和畅，李亮，黄小虎，铋/铋锑外延超晶格纳米线及其制备方法，申请号：CN200910116486（已授权）
　　8)窦新存，李予祥，一种超灵敏二氧化氮传感材料的制备方法，申请号：201510239973.5（已授权）
　　9)窦新存，屈江，快速检测爆炸物气氛的氧化锌纳米颗粒的制备方法，申请号：201510408765.3（已授权）
　　10)郭亚楠，窦新存，分级结构氧化锌/氧化铜纳米微球的制备方法及用途，申请号：201610458340.8
　　11)窦新存，郭林娟，杨政，祖佰祎，一种基于光电响应的爆炸物蒸气识别检测方法，申请号：201610344253.X
　　12)窦新存，杨政，郭林娟，祖佰祎，一种肖特基结爆炸物气氛传感材料的制备方法及用途，申请号：201610344261.4
　　13)吴钊峰，周超玉，祖佰祎，窦新存，快速检测爆炸物气氛的分级结构硫化锌颗粒的制备方法，申请号：201610075117.5，申请日：2016-02-03
　   14)吴钊峰，周超玉，祖佰祎，窦新存，基于锰掺杂硫化锌纳米晶的爆炸物传感器阵列的制备方法，申请号：201610073479.0
　　15)窦新存，屈江，氧化锌/硫化锌异质结非制式爆炸物传感材料的制备方法，申请号：201610049048.0.申请日：2016-01-25
　　16)祖佰祎，窦新存，刘秉鑫，利用多通道爆炸物鉴定仪鉴别爆炸物的方法，申请号：201510882750.0，申请日：2015-12-04
　　17)窦新存，周文义，利用二氧化钛纳米片基气体传感器阵列识别爆炸物的方法，申请号：201510861438.3，申请日：2015-12-01
　　18)窦新存，周文义，一种利用催化-气敏机理光电检测三硝基甲苯蒸气的方法，申请号：201510246501.2，申请日：2015-05-14
　　19)窦新存，李予祥，通过调控二氧化锡表面缺陷浓度控制二氧化氮灵敏度的方法，申请号：201510297213.X，申请日：2015-06-02
　　20)祖佰祎，王冲，窦新存，一种快速检测水溶性爆炸物的试剂盒及其检测方法，申请号：201510130993.9，申请日：2015-03-24
　　21)祖佰祎，王冲，窦新存，一种爆炸物中硫的快速检测方法，申请号：201510267366.X，申请日：2015-05-21
　　22)窦新存，王冲，祖佰祎，一种快速检测爆炸物中氯酸根和硝酸根的方法，申请号：201510443392.3，申请日：2015-07-24
　　23)祖佰祎，葛玉如，窦新存，周超玉，一种降低油田污水矿化度的磁性除盐剂的制备方法，申请号：201510408911.2
　　24)窦新存，陆彬，祖佰祎，杨政，郭亚楠，一种光电检测痕量二氧化氮的方法，申请号：201310301212.9
Last update: Feb-2017.
研究领域：
光电纳米材料与器件、微纳传感器、电子束微纳加工、比色传感与分析、痕量检测与分析产品开发

lanyunyun

材料领域国际期刊《先进材料》（Advanced Material）发表了中国科学院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室窦新存团队以A Colorimetric Artificial Olfactory System for Airborne Improvised Explosive Identification 为题的研究成果，该成果设计开发出一种全新基于水凝胶的比色人工嗅觉系统。并被选为杂志内封底。在读博士生王广发为第一作者，博士蔡珍珍和研究员窦新存为通讯作者。同时，该文发表后，得到材料领域学术网站MaterialsViewsChina报道。
　　如何针对挥发性极低甚至不挥发爆炸物检测是一项极具挑战性的课题。该研究成果的运用将克服传统意义上电子鼻、生电鼻、比色鼻的缺点，解决难挥发性非制式爆炸物检测难题，还将人工嗅觉系统研究推向新高度。在实际运用中，该研究成果可扩展到毒品检测、环境污染物监测、食品安全等领域。
　　该研究成果得到国家重点研发计划、自治区重点研发计划、中科院原始创新项目、国家自然科学基金项目等的资助。

relang

非制式爆炸物的现场快速检测对维护世界安宁和人民生命财产安全具有至关重要的意义。化学传感器作为痕量物质检测的重要手段，通常根据分析物的化学性质设计探针，通过特定的化学相互作用产生信号，从而能够显著改善对目标物检测的特异性。比色和荧光化学传感器具有直观、便携、特异、灵敏和抗干扰等优点，是物质分析和环境监测中广泛使用的检测方法。由于非制式爆炸物大多以固体形式存在，而比色或荧光法通常无法直接完成对固体目标物的检测，因此，迫切需要化学传感器具备从固体状态目标物获取信息的能力。
        师法自然，嗅觉作为五种基本感觉之一，是动物非接触感知外界环境中化学物质的唯一方式。但嗅觉仿生技术与视觉、听觉、触觉这些感知物理量的仿生技术相比，发展相对滞后，主要是由于化学物质传感是类别传感，虽能给出化学物质类别信息，但难以量化。能否基于容易量化的光学信号构建人工嗅觉系统，通过嗅觉实现化学物质的非接触感知识别，是化学传感器领域一项极具挑战性的难题。

可视化化学探针到单分子识别的人工嗅觉系统构建

        基于上述考虑，中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队在可视化人工嗅觉系统的高灵敏、快速、识别检测原理和器件设计方面长期攻关，发展了系列新的解决方案(Adv. Mater. 2020, 32, 1907043; Mater. Horiz. 2020, 7, 3250-3257; Adv. Sci. 2020, 7, 2002991; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: 10.1002/anie.202203358; Anal. Chem. 2022, DOI:10.1021/acs.analchem.2c00505等)。
        上述研究受到国际同行广泛关注，并受Wiley出版社光学领域新刊Advanced Photonics Research邀请撰写领域综述。团队全面系统地总结和评述了2010年以来发表的基于可视化检测的非制式爆炸物检测工作，并根据人工嗅觉系统的构筑模式，将这些工作分为探针设计、基底设计、模式识别以及传感系统构建四个方面。展望了可应用在非制式爆炸物检测的人工嗅觉系统性能提升策略和方法，包括单分子识别方法、光学信号增强策略以及稳定性传感基底设计等。通过总结面向痕量非制式爆炸物检测的可视化人工嗅觉系统的构建策略，指出了非制式爆炸物检测领域容易被忽视的问题，为更灵敏、更可靠的可视化人工嗅觉系统开发提供了独到的学术见解。
        该综述以A March to Shape Optical Artificial Olfactory System toward Ultrasensitive Detection of Improvised Explosives为题发表，新疆理化技术研究所为唯一完成单位，博士生张天实为第一作者，导师窦新存研究员为通讯作者。该研究工作得到中科院西部之光、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院从0到1原始创新及国家高层次人才等项目的资助。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adpr.202200006

qingsuanzhi

亚硝酸盐是人类生活的重要组成部分，在食品添加剂、混凝土外加剂和土壤氮循环中发挥着重要作用。此外，亚硝酸盐可作为非制式爆炸物中的一种强氧化剂成分，也是常见高能炸药（硝基芳香烃、硝胺和硝酸盐）的主要降解成分之一。因此，微量亚硝酸盐的现场检测与分析对环境保护，公共健康和安全保障具有重要意义。到目前为止，人们实时检测亚硝酸盐主要依赖于操作简单的Griess法，通过肉眼观察磺胺和N-（1-萘基）-乙二胺在亚硝酸盐存在下形成的偶氮染料进行比色分析。然而，在考虑亚硝酸盐检测的稳定性和重复性时，仍有几个问题有待解决：（1）作为重氮化试剂的对位未取代芳香胺在空气中容易氧化为醌亚胺结构导致变性，难以保持长期稳定性；（2）在酸性环境下，具有强氧化性的亚硝酸盐对重氮化反应分子结构的稳定性提出了更高的要求；（3）环境光对基于显色反应的亚硝酸盐定量准确度造成了干扰。这些问题极大地限制了亚硝酸盐分析方法发展，并提出了对高度灵敏、稳定和简便的检测技术的迫切需求。因此，探索一种可靠的设计策略，通过精确调节探针中亚硝酸盐反应位点，在提高偶联反应活性的同时保持探针的稳定性实现超灵敏测定亚硝酸盐，具有重要意义。

a）重氮化偶联反应检测亚硝酸盐的探针调控策略示意图，b）15种常见阴离子和干扰物质下的比色和荧光检测特异性，c）香豆素探针负载的PVA水凝胶传感器，d）水凝胶传感器检测亚硝酸盐固体颗粒示意图

      针对于此，中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知方向提出了一种通过重氮化偶联反应位点调控香豆素探针实现亚硝酸盐比色-荧光双模高效检测的策略。研究人员设计了一种配备有重氮化和偶联反应位点的香豆素探针，首先，通过调节胺基位点研究了其对香豆素探针重氮化反应活性的影响，并根据不同苯环上位置的平均局域电离能和结合能分析了潜在的偶联反应位点；其次，通过分析产物的偶氮键周二面角、能量分布、跃迁电荷密度和偶极密度，验证了产物分子受激扭转的荧光猝灭机制以及通过基态局域共轭产生颜色的原因。在此基础上，该探针可以实现对亚硝酸盐的高效比色-荧光双模检测（比色和荧光模式下分别具有629 nM和98 nM的检测限，同时在15种常见阴离子和干扰物质下表现出优异的特异性）。此外，尝试了将探针锚定在聚乙烯醇水凝胶基质中构建便携式传感器，实现了实际样品中亚硝酸盐的检测。通过对检测图像色值进一步程序化处理，对液体待测物的半定量分析以及固体待测物的痕迹分析证明了该策略在实际场景中的适用性和可靠性。
       相关研究成果发表于学术期刊Sensors and Actuators B上，中科院新疆理化技术研究所为唯一完成单位，博士生张天实为第一作者，刘媛副研究员和窦新存研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、新疆自治区国际科技合作计划、中国科学院从0到1原始创新及国家高层次人才等项目的资助。
       论文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.133261

boing

近日，科技部下达了国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项2023年度的立项通知，新疆理化所牵头申报的国家重点研发计划项目“超高灵敏检测痕量危险有害化学物质的纳米材料与技术”正式获批立项，获批中央财政经费2500万元，窦新存研究员担任项目负责人。
        该项目面向特定场合中爆炸物、神经毒剂、毒品等危险有害化学物质原位、快速、精准监测需求，拟从材料结构、识别机制及构效关系角度提出解决思路，将聚焦光敏结构基元和敏感材料创制、调控和影响机制，突破器件、装置创制关键技术，研制集成化监测样机，并通过示范应用和示范生产线建设验证提升技术有效性。
该项目由中国科学院新疆理化技术研究所作为项目牵头单位，联合陕西师范大学、中国科学院化学研究所、中国人民解放军军事科学院防化研究院、公安部禁毒情报技术中心、深圳砺剑防卫技术有限公司五家单位共同承担。项目团队集聚了一批优秀学者，形成了一支源头创新能力突出、一线需求把握精准、设备研制能力一流的跨学科、跨领域合作研究团队。项目团队在房喻院士的带领下，在各单位领导的共同支持下，反复凝练、深入挖掘关键科学技术问题，努力克服疫情困难，顺利完成了项目预申报书、正式申报书填报和评审答辩。
         “纳米前沿”重点专项的总体目标是围绕物质在纳米尺度（1-100纳米）上呈现出的新奇物理、化学和生物特性，开展单纳米尺度效应和机理、新型纳米材料和器件制备方法、纳米尺度表征新技术等方面的基础前沿探索和关键技术研究，催生更多新思想、新理论、新方法和新技术等重大原创成果。同时，开展纳米科技与信息、能源、生物、医药、环境等领域的交叉研究，提升纳米科技对经济社会发展重点领域的支撑作用。
         新疆理化所作为中国科学院在新疆部署的重要国家战略科技力量，心系国家事、肩扛国家责，按照习近平总书记对中国科学院提出的“四个率先”和“两加快一努力”要求，围绕国家发展战略，面向国家重大需求、面向新疆区域经济社会发展需求，以加强基础研究和关键核心技术攻关为主责主业，在资源化学、多语种信息技术、光电晶体、固体辐射物理、热敏电阻、环境功能材料、痕量化学物质感知等领域为国家和新疆科技发展做出了突出贡献。
          痕量化学物质感知学科方向是新疆理化所按照中国科学院院党组统一部署，在研究所“十四五”规划中布局的未来前沿方向之一。目前，已建成新疆痕量化学物质感知重点实验室、新疆危爆品防控工程技术研究中心、易制爆危险化学品国家市场监管重点实验室（联合共建）、新疆维吾尔自治区禁毒科研联合实验室（联合共建）等多个创新研究平台，取得了“基础前沿创新-关键技术攻关-核心装备应用”的全链条成果，团队多人次入选国家、中国科学院、新疆维吾尔自治区等各级高层次人才计划，前期承担了国家重点研发计划课题、中科院从0到1原始创新项目、中科院重点部署项目、自治区重点研发计划等多个重要科研项目。

lastday

精准化学物质识别是众多领域至关重要的技术需求（如公共安全、环境监测、食品安全等），尤其是对结构、性质相似的多个目标物的区分识别，关系到及时预警和采取何种恰当的处置措施。中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知团队紧密围绕国家公共安全战略需求，长期致力于该领域关键物质的探针分子设计调控、传感材料开发、传感识别原理构建及现场可视化分析装备研发等的体系化研究。迄今为止，该团队已提出了系列原始创新的传感分析体系，实现了军用爆炸物、易制爆危化品、毒品及神经毒剂等的高灵敏、高特异、可视化检测/监测（Adv. Mater. 2023, 35, 2300526、Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202400453、JACS Au 2024, 4, 545、Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203358、Adv. Sci. 2024, 11, 2309182、Aggregate 2023, 4, e315、Aggregate 2023, 4, e260等）。

       针对危险化学品乙二胺和水合肼具有极其相近的结构和性质，难以精准区分识别这一领域难题，团队从二者微弱的亲核性差异入手，提出了以不饱和双键作为识别位点，构筑了具有差异化亲电性双重识别位点的荧光探针。具体来说，乙二胺和肼分别与探针中位点1和2通过亲核加成反应生成不同产物结构，并分别输出具有显著差异的光学信号（比率荧光、荧光猝灭），实现了二者的区分检测。结合高分辨质谱和密度泛函理论分析反应过程，验证了上述检测机理。在此基础上，通过将探针负载在基底材料上制备功能化器件，结合深度学习图像处理算法，实现了乙二胺在亚ppm级浓度的准确识别，突破了可视化光学传感在痕量物质光学信号判别方面的固有限制，为光学传感领域痕量目标物（尤其是结构类似的多目标物）精准判别提供了解决思路。与已报道的检测方案相比，该探针对乙二胺具有优异的传感性能，反应速度快（<0.2 s），灵敏度高（液体为检测限为8.6 nM，气体检测限为1.61 ppb），同时，可以实现乙二胺与12种胺类化合物和30种其他干扰物（结构类似物、水溶性无机盐、常见药用辅料等）的有效区分。
       本工作不仅首次实现了结构和性质高度类似的乙二胺和肼的同步光学识别，且该探针优异的传感响应性能刷新了乙二胺光学探针的检测灵敏度和特异性，为多目标可视化探针的设计提供了研究范式。由于本研究涉及多个领域，包括小分子探针、光学传感方法、便携器件、固液气检测、深度学习算法等，有望引起化学、物理学、传感分析、工程学以及人工智能领域研究人员的广泛关注。更重要的是，这项工作中以光学探针为核心开发的便携器件展示出在多个领域的广泛应用潜力，如危化品储运环节的预警和及时处置、公共安全事件的有效防范、环境敏感物质原位检测等。
        相关研究成果以“Electrophilicity Modulation for Sub-ppm Visualization and Discrimination of EDA”为题发表于国际知名期刊Advanced Science，石河子大学联合培养硕士研究生赵浩为第一作者，石河子大学唐辉教授、中国科学院新疆理化所刘媛研究员和窦新存研究员为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、新疆自然科学基金、中国科学院前沿科学重点研究计划、新疆科技厅天山创新团队等项目的资助。
       文章连接：https://doi.org/10.1002/advs.202400361