甲醛，被公布于世界卫生组织国际癌症研究机构的致癌物清单中，列为一类致癌物。它们常见于人们的家居、服饰、饮食、汽车等生活中，对我们的生活带来了极大的危害。随着环境和资源问题的日益严重，发展绿色高效的甲醛检测和吸附方法已成为当前超分子化学和分析化学中最前沿的研究领域之一，目前，检测甲醛的方法有电化学、光学、光生化传感器，但有价格高，寿命短的缺点，因此研究和开发高活性、高选择性的绿色材料是这一领域中的核心驱动力之一。
最近，我校大环及超分子重点实验室2017级硕士生刘明（通讯作者：肖昕教授，陶朱教授），对大环化合物传感器领域进行了大量深入的研究，利用十元瓜环在盐酸介质和Zn2+的诱导下形成的一种多孔超分子自组装体，将其负载化合物1，8-二氨基萘，光学性质得到大大提升，然后将其分别置于含甲醛、吡啶、乙醇、呋喃等13种有毒有害气体的密闭空间，实验结果表明其只能对甲醛气体产生特殊响应，荧光强度削弱19.5倍，产生强烈的视觉效应（紫色荧光→无荧光），其最低检测限可达到0.09 mg/m3，可作为检测甲醛的一种良好的光学传感器，并且将其置于HCl介质中，甲醛气体可以迅速释放出来，可以作为吸附甲醛的一种储气材料，高效循环利用。
图1：十元瓜环超分子自组装体吸附甲醛气体的循环示意图。以十元瓜环中心，形成的超分子自组装体（左图）、负载1，8-二氨基萘后的组装体（右下）、吸附甲醛后的效果图（右上）。
图2：十元瓜环超分子自组装体吸附甲醛和其他有机溶剂后的荧光响应对比图
该项成果发表学术论文于工程技术领域TOP期刊J. Mater. Chem. C.（JCR一区，IF=6.28），题为“Specific recognition of formaldehyde by a cucurbit[10]uril-based porous supramolecular assembly incorporating adsorbed 1,8-diaminonaphthalene”（J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 1597-1603），https://doi.org/10.1039/c8tc06339g。
同时，课题组在此基础上，利用十元瓜环在盐酸介质条件下形成的一种层状超分子自组装体，将其负载化合物8-羟基喹啉，荧光强度得到大幅度提升，制成荧光材料，然后将该荧光材料去吸附响应甲醛、吡啶等13种有害气体，实验结果发现，该荧光材料仅能识别吡啶气体，吡啶气体能在2h内将该荧光材料的荧光强度削弱16倍，其光学性质发生由蓝色荧光→无荧光的强烈转变，并且经过真空处理，吡啶气体可完全释放出来，成为一种良好的吡啶气体识别、储备材料。因此，该荧光材料可作为检测吡啶的一种良好的光学传感器和吸附材料，循环使用，节约能源，降低成本。
图3：十元瓜环超分子自组装体对吡啶气体检测的循环示意图
该成果发表学术论文于工程技术领域TOP期刊Sensor. Actuat. B-Chem. （JCR一区，IF=6.27），题为“Facile preparation and application of luminescent cucurbit[10]uril-based porous supramolecular frameworks”（Sensors & Actuators: B. Chemical, 2019, 283， 290–297），链接如下：https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.12.024，（第一作者：刘明，通讯作者：肖昕教授）。