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为解决汞离子（Hg+）检测与去除难题，研究人员开展基于壳聚糖（CS）的荧光互穿网络聚合物探针研究。合成的 CS-Cy-PMAm 和 CS-Cy-PHD 对 Hg+检测限达 13 nM，吸附量 84.0 mg?g?1 ，拓展了 CS 基 IPNs 应用。
在环境监测领域，汞（Hg）作为一种有毒重金属，其离子形态，尤其是 Hg
+，尽管相对不稳定，但毒性不容小觑。Hg
+一旦进入水体，就会通过生物累积在食物链中不断富集，不仅危害水生生物，还可能突破血脑屏障，损害神经系统。目前，检测 Hg
+的常规方法，像化学分析、光谱分析和电化学分析，存在设备昂贵、样品制备复杂的问题；而基于传感器的检测技术虽然兼容性良好，但部分传感器灵敏度欠佳，还容易出现误判。在这样的背景下，研发一种稳定、高选择性且可分离的荧光传感器探针成为当务之急。
为了攻克这些难题，来自国内的研究人员开启了一项意义非凡的研究。他们成功制备出壳聚糖（CS）基荧光互穿网络聚合物探针，相关研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》上。这项研究成果不仅为 Hg+的检测与去除提供了新的有效途径，还拓展了 CS 基互穿网络聚合物（IPNs）在环境科学与工程领域的应用范围，具有重大的理论和实践意义。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。通过核磁共振（NMR）、质谱（MS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对化学修饰过程进行验证，借助扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）对材料的三维网络结构进行表征，利用热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和 X 射线粉末衍射（PXRD）分析物理相互作用对材料机械性能的增强机制，通过荧光寿命和光谱分析来明确对 Hg+的识别机制。
材料的制备与结构表征
研究人员先设计合成含 - C≡C 的荧光分子（Cy-Cl），并使其与 2 - 硫代苯并恶唑和 CS2反应，制备出含炔基和荧光基团的可逆加成 - 断裂链转移（RAFT）试剂。接着，以 CS 为基质材料，在偶氮二异丁腈（AIBN）、RAFT 试剂以及单体（MAm/HD）存在的条件下，加入 2-[(2-{2-[(环氧乙烷 - 2 - 基) 甲氧基] 乙氧基} 乙氧基) 甲基] 环氧乙烷（EMO）交联剂，通过 RAFT 聚合反应制备出 CS-Cy-PMAm 和 CS-Cy-PHD 互穿网络水凝胶。利用 NMR、MS 和 FT-IR 对化学修饰过程进行验证，结果表明成功实现了预期的化学修饰；借助 SEM、TEM 和 AFM 对材料的三维网络结构进行表征，证实材料具有网络结构。
材料的性能研究
制备的材料展现出优良的粘弹性，能够形成柔韧透明的薄膜，同时具备良好的吸水性。研究发现，乙二醇单甲醚（EGME）和甲苯溶剂分子可以通过渗透或挤压 CS 网络，显著增强水凝胶的荧光。当加入 Hg+时，由于水凝胶中 C=N、C=O 和硫酯键与 Hg+发生螯合，阻断了光致电子转移（PET）过程，水凝胶的荧光出现了高达 46 倍的增强，对 Hg+的检测限低至 13 nM，吸附容量达到 84.0 mg?g?1 。通过荧光寿命和光谱分析，明确了该材料对 Hg+的识别机制 。
实际应用探索
研究人员将荧光薄膜制作成比色卡，实现了对 Hg+的实时、便携式检测。这一成果为现场快速检测 Hg+提供了便利，大大拓宽了该材料在实际环境监测中的应用前景。
在这项研究中，研究人员成功制备出具有功能性结构的 CS 基荧光互穿网络水凝胶（CS-Cy-PMAm 和 CS-Cy-PHD）。这些水凝胶不仅具备出色的成膜性能，还在 EGME / 甲苯 / Hg+存在的情况下产生显著的荧光增强效果。材料对 Hg+展现出双重响应特性，既能够作为荧光增强探针实现对 Hg+的痕量检测，又能通过吸附作用有效分离重金属离子。该研究成果为 Hg+的检测和去除提供了新的技术手段，拓展了 CS 基 IPNs 在环境科学与工程领域的应用，有望推动相关领域的进一步发展，为解决环境中重金属污染问题提供有力的技术支持。
