专利名称：用于检测爆炸物蒸汽的光电导传感器材料的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及用于检测爆炸物的材料和传感器。因此，本发明一般而言涉及化学、材料科学和爆炸物领域。
背景技术：
一维(ID)纳米结构代表纳米级光电装置的有吸引力的结构单元。在这些ID纳米结构中，光电导材料因为其在光检测器、光开关和传感器中的应用引起了广泛关注。迄今为止，这些纳米结构的大多数由无机纳米线和碳纳米管制成，而对于有机材料，尽管相比于其无机对应物具有多种优势——包括化学可调的电学和光学性质以及共形的柔性和适应性，但仅报道了几种这类光电导ID纳米结构。而且，在有限数量的证明了光电导性响应的ID有机纳米材料中，大多数是P型半导体，即空穴充当输送载流子。这部分地由于空气稳定的n型有机材料的有限的可利用性。一种实现高光电导性响应的方法是由含有共价连接的电子给体(D)和受体(A)单元的结构单元分子制造ID纳米材料，因为在光激发之后可以开始有效的电荷分离。然而，由于D/A部分之间的强的电荷转移相互作用通常造成其堆积在彼此上，产生体相混合相(bulk-mixed phase),其中D+和A_之间的快速电荷复合控制(dominate) 了光生载流子的损失，所以将共价连接的D/A分子组装成连续的ID堆积仍是挑战性的。虽然对于许多D/A系统可以实现瞬时的光诱导电荷分离，但随后远程分子间电荷传输(朝向电极)通常是实现高效率光电流产生的瓶颈。迄今为止，只有少数D/A系统被成功的制造成可以提供高光电导性的分离的、高度组织的相。与无机化敏电阻器(chemiresistor)相比,有机半导体不仅提供容易的沉积过程，而且提供分析物分子的结合受体(bind receptor)的多种选择和简单调整。然而，在相同的基于化敏电阻器的传感器中使用有机半导体材料的缺点是其差的导电性。尽管有机场效晶体管(FET)可以以与化敏电阻器工作类似的方式用作传感器，但这种FET的制造是相对复杂的，并且性能受到很多因素影响，比如界面晶粒(boundary grain)、表面形态、分子结构等。
发明内容
已公认开发用于检测爆炸物的光电导传感器化合物是有利的。这种传感器可以包括包含花四羧酸二酰亚胺的、具有大表面积、连续纳米孔隙率(nanoporosity)的导电性纳米结构，连续纳米孔隙率能够实现有效的蒸汽感测基于硝基的和其它的氧化性爆炸物，特别是具有太弱而不能通过传统爆炸物检测方法一例如基于荧光猝灭的感测一检测出的氧化能力(或电子亲和势)的那些(例如硝基甲烷)。因此，本公开内容提供用于检测爆炸物的具有结构I的光电导传感器化合物
权利要求
1.用于检测爆炸物的光电导传感器化合物，其具有结构I:
2.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中R是具有至少9个碳原子的直链烷基或者是具有式的
3.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中R是十二烷。
4.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中A选自
5.权利要求4所述的光电导传感器化合物，其中A具有式-CH2-或-CH2CH2-。
6.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中B选自胺、咔唑、芳族分子及其组合。
7.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中B是N，N-二甲替苯胺或咔唑。
8.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中Rl至R8每个是氢。
9.权利要求I所述的光电导传感器化合物，其中所述爆炸物蒸汽选自硝基甲烷、硝化甘油、乙二醇二硝酸酯、甲基磷酸二甲酯、及其复合材料或组合。
10.用于检测爆炸物的光电导传感器，包括 a) —对电极，其至少一个包括权利要求I所述的光电导传感器化合物形成的纳米结构的组件。
11.权利要求10所述的传感器,其中所述纳米结构是纳米带。
12.权利要求11所述的传感器，其中所述纳米带具有大约5nm至大约IOOnm的厚度、150nm至400 u m的长度和IOnm至50nm的宽度。
13.检测爆炸物的方法，包括 a)将权利要求I所述的光电导传感器化合物暴露于怀疑的爆炸物源；和 b)在所述传感器化合物暴露于所述怀疑的爆炸物源之后显示导电性变化。
14.权利要求13所述的方法，进一步包括再生所述光电导传感器。
15.权利要求14所述的方法，其中所述再生通过暴露于空气基本上是完全可逆的。
16.权利要求13所述的方法，其中所述爆炸物源是爆炸物蒸汽。
17.权利要求16所述的方法，其中所述爆炸物蒸汽包括选自硝基甲烷、硝化甘油、乙二醇二硝酸酯、甲基磷酸二甲酯(DMMP)及其组合的成员。
18.权利要求16所述的方法,其中所述爆炸物蒸汽以500ppb至IOOOppm存在。
全文摘要
用于检测爆炸物的光电导传感器化合物可以具有结构(I)其中R是形态控制基团，A是连接基，B是电子给体，选择性用于在照射之后将电子转移至PTCDI主链以使所得的纳米结构具有导电性，以及R1至R8是侧基。
文档编号G01N31/22GK102762566SQ201080064611
公开日2012年10月31日 申请日期2010年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者臧泠, 车延科 申请人:犹他大学研究基金会
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