借助分子开关感知紫外线

俗话说“剂量决定毒性”，这同样适用于紫外线 (UV)。虽然紫外线对于维生素 D 的生成必不可少，但它在光疗、多种工业过程和植物生长中也很重要。它还具有皮肤过早老化和癌症等有害影响。

除其他变量外，紫外线的有益或有害影响取决于所发射的紫外线剂量。随着即时护理技术和物联网的兴起，对影响我们健康的环境变量进行实时监测的需求日益增长。然而，现有的紫外线光学传感技术依赖于柔韧性有限的材料，或昂贵且易碎的(科学级)设备。

为了弥补这一差距，加拿大高等技术学院 (ÉTS) 的 Bora Ung 教授领导的研究人员制造了一种用于紫外线检测的新型橡胶状光纤。该论文题为“用于紫外线传感的新型弹性螺吡喃掺杂聚(二甲基硅氧烷)光波导”，发表在《光电子学前沿》杂志上。

为此，研究人员使用了聚二甲基硅氧烷(PDMS)——一种高度灵活、可拉伸且生物相容性的塑料，其中掺杂了一种有机染料，可充当分子开关，使 PDMS 对紫外线产生响应。

这种名为螺吡喃的有机染料的分子结构在紫外线照射下会发生可逆转变，从而导致 PDMS 化合物的光学性质发生变化。这些变化可以使用常见的 LED/激光源和光电二极管来测量。

一旦紫外线照射停止，该材料就会恢复其初始特性，就像开关一样，可以重复使用多次。研究人员希望将其集成到智能纺织品和可穿戴设备中，以连续监测紫外线剂量，充分利用光学传感器的优势，例如不受电磁干扰和腐蚀的影响。

这一发现对于弹性光学、智能光学材料和聚合物光波导传感器的研究迈出了重要一步。