L'esposizione ad alcuni inodore, gas incolori e insapori, come agenti nervini, può essere tossico o addirittura letale. E avere la capacità di rilevare altri tipi di vapori potrebbe salvare le persone dal mangiare cibo avariato o marcio. I dispositivi portatili facili da usare potrebbero, perciò, fare molto per proteggere il pubblico. Ora i ricercatori riferiscono in Lettere sui materiali ACS hanno creato un sensore simile a una penna che cambia colore se esposto a gas nocivi.

Gli umani non possono rilevare molti vapori tossici, come agenti nervini velenosi o ammine volatili rilasciate da cibi avariati, quindi sarebbe utile un sensore in grado di rilevare le minuscole concentrazioni di questi gas. I sensori basati sulla fluorescenza sono una potenziale soluzione perché sono economici e possono rivelare tracce di composti. Però, alcuni composti fluorescenti si aggregano quando reagiscono con i gas, riducendone l'intensità, e possono richiedere processi di fabbricazione complessi. Tuttavia, altri fluorofori producono una luce più intensa quando sono raggruppati insieme:fluorogeni ad emissione indotta dall'aggregazione (AIEgens). La maggior parte degli attuali metodi di rilevamento che utilizzano AIEgens sono a base di liquidi, che richiedono la dissoluzione dei gas in soluzione prima dell'analisi, e non sono facilmente trasportabili. Così, Zhe Jiao, Pengfei Zhang, Haitao Feng, Ben Zhong Tang e colleghi volevano adattare AIEgens per essere integrato in una fibra sottile come un ago, creando un dispositivo palmare la cui punta "si accende" in presenza di un particolare gas.

I ricercatori hanno sviluppato due "penne a portata di mano" basate su AIEgen, " uno per identificare l'agente nervino dietil clorofosfito (DCP) e l'altro per le ammine prodotte dal cibo in decomposizione. Primo, hanno rivestito fibre polimeriche di biossido di silicio con un sottile strato di sol-gel per immobilizzare AIEgens. Prossimo, hanno aggiunto un AIEgen che cambia colore quando reagisce con DCP su un set di fibre, e un AIEgen che reagisce con le ammine su un altro set. Le fibre rivestite sono state quindi poste all'estremità di un dispositivo simile a una penna con all'interno una sorgente di luce UV. La punta del sensore DCP è passata da una fluorescenza gialla a blu entro 30 minuti dall'esposizione a DCP. La punta del sensore di ammina era inizialmente di un tenue colore blu-grigio, ma ha generato una vibrante luce di colore giallo entro cinque minuti quando è stato esposto a vapori di ammine volatili. Entrambi i sensori sono tornati alla tonalità originale quando esposti a vapori neutralizzanti, dimostrando che erano reversibili.

Finalmente, il team ha utilizzato la pratica penna sensibile alle ammine per distinguere tra un campione di salmone che era stato refrigerato e uno che era stato lasciato a temperatura ambiente per 48 ore. I ricercatori affermano che altre penne a portata di mano potrebbero essere facilmente sviluppate utilizzando diversi AIEgens sensibili al vapore, che potrebbe essere applicato alla sicurezza alimentare, monitoraggio ambientale o applicazioni di sicurezza pubblica.