Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyme oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hướng ứng dụng làm cảm biến trong việc phát hiện chất gây cháy nổ họ nitro aromatic

ỦY BAN NHÂN DÂN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polymer/oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hướng ứng dụng làm cảm biến việc phát chất gây cháy nổ họ nitro-aromatic Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Chủ nhiệm nhiệm vụ: PGS.TS Nguyễn Trần Hà ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polymer/oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hướng ứng dụng làm cảm biến việc phát chất gây cháy nổ họ nitro-aromatic Chủ nhiệm nhiệm vụ PGS.TS Nguyễn Trần Hà Cơ quan chủ trì nhiệm vụ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thứ năm, ngày 30 tháng 12 năm 2020 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: Nghiên Cứu Tổng Hợp Vật Liệu Polymer/Oligomer Cấu Trúc Liên Hợp Phát Quang Hƣớng Ứng Dụng Làm Cảm Biến Trong Việc Phát Hiện Chất Gây Cháy Nổ Họ Nitro-Aromatic Thuộc: Chƣơng trình/lĩnh vực: Chƣơng Trình Khoa Học Và Cơng Nghệ Cấp Thành Phố Chủ nhiệm nhiệm vụ: Họ tên: Nguyễn Trần Hà Ngày, tháng, năm sinh: 18/12/1982 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: PGS TS Chức danh khoa học: Chủ nhiệm đề tài Chức vụ: Giám Đốc Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Vật Liệu Polymer Và Compozite Điện thoại: Tổ chức: Nhà riêng: Mobile: 0932608944 Fax: E-mail: nguyentranha@hcmut.edu.vn Tên tổ chức công tác: Trƣờng Đại Học Bách Khoa TP HCM Địa tổ chức: 268 Lý Thƣờng Kiệt, Phƣờng 14, Quận 10, TP HCM Địa nhà riêng: Số 79, Đƣờng D10, Phƣờng Tây Thạnh, Quận Tân Phú, TP HCM Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Điện thoại: 083-8647256 - Ext: 5101 Fax: 083-8656295 E-mail: khcn@hcmut.edu.vn Website: http://khcn.hcmut.edu.vn/index.php/vi/ Địa chỉ: Lầu 3, nhà A4 – 268 Lý Thƣờng Kiệt, Q 10, TP HCM Họ tên thủ trƣởng tổ chức: PGS.TS Mai Thanh Phong i Số tài khoản: 3713.0.1056923 Kho bạc: Tại Kho bạc Nhà nƣớc Tp.Hồ Chí Minh Tên quan chủ quản đề tài: Sở Khoa Học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết: từ tháng 12/ năm 2018 đến tháng 12/ năm 2020 - Thực tế thực hiện: từ tháng 12/năm 2018 đến tháng 12/năm 2020 - Đƣợc gia hạn (nếu có): Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 930 tr.đ, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 930 tr.đ + Kinh phí từ nguồn khác: tr.đ b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: ST T Ghi (Số Thời gian Kinh phí Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) (Tháng, năm) (Tr.đ) 12/2018- Thực tế đạt Theo kế hoạch 12/2018- 465 12/2019 12/2019 – 12/2019 12/2019 – 465 12/2020 12/2020 đề nghị toán) 465 465 465 465 c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng ST T Nội dung khoản chi Thực tế đạt Theo kế hoạch Tổng NSKH 115.986.000 115.986.000 Nguồn khác Tổng NSKH 115.986.000 115.986.000 Trả công lao động (khoa học, ii Nguồn khác phổ thông) Nguyên, vật liệu, 349.014.000 349.014.000 349.014.000 349.014.000 - - - - - - - - - - - - 465.000.000 465.000.000 465.000.000 465.000.000 lƣợng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Các văn hành q trình thực đề tài/dự án: (Liệt kê định, văn quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực có); văn tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh có) ST Số, thời gian ban T hành văn Tên văn HĐTKCM số 01, Hợp đồng thuê khoán chuyên ngày 16/01/2019 môn số 01 BBNT&TL số 01, ngày 26/04/2019 Biên nghiệm thu lý hợp đồng thuê khốn chun mơn số 01 HĐTKCM số 02, Hợp đồng th khốn chun ngày 16/01/2019 mơn số 02 BBNT&TL số 02, ngày 26/04/2019 Biên nghiệm thu lý hợp đồng th khốn chun mơn số 02 HĐTKCM số 03, Hợp đồng th khốn chun ngày 16/01/2019 mơn số 03 iii Ghi 10 11 BBNT&TL số 03, ngày 26/04/2019 lý hợp đồng thuê khoán chuyên môn số 03 HĐTKCM số 04, Hợp đồng thuê khốn chun ngày 16/01/2019 mơn số 04 BBNT&TL số 04, ngày 26/04/2019 Biên nghiệm thu lý hợp đồng th khốn chun mơn số 04 HĐTKCM số 05, Hợp đồng th khốn chun ngày 16/01/2019 mơn số 05 BBNT&TL số 05, ngày 26/04/2019 Biên nghiệm thu lý hợp đồng th khốn chun mơn số 05 QĐ số 1134/QĐ- Quyết định phê duyệt nhiệm vụ SKHCN, ngày nghiên cứu khoa học công 19/10/2018 CV số 277/TB12 Biên nghiệm thu ĐHBK-KHCN&DA, ngày 22/03/2019 nghệ Thông báo kết lựa chọn nhà thầu Quyết định Giám đốc Sở Khoa học & Công nghệ việc phê duyệt kế hoạch lựa chọn QĐ số 14/QĐ13 SKHCN ngày 11/01/2019 nhà thầu nhiệm vụ khoa học công nghệ “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyme/oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hƣớng ứng dụng làm cảm biến việc phát chất gây cháy nổ họ nitro-aromatic” 14 QĐ số 383/QĐ- Quyết định hiệu trƣởng iv ĐHBK-KHCN&DA Trƣờng Đại học Bách Khoa ngày 21/2/2019 việc phê duyệt hồ sơ yêu cầu lựa chọn nhà thầu nhiệm vụ “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyme/oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hƣớng ứng dụng làm cảm biến việc phát chất gây cháy nổ họ nitro-aromatic” Quyết định việc phê duyệt kết lựa chọn nhà thầu gói thầu Cung cấp hóa chất, vật liệu QĐ số 692/QĐ15 ĐHBK-KHCN&DA ngày 22/03/2019 phục vụ nghiên cứu nhiệm vụ “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyme/oligomer cấu trúc liên hợp phát quang hƣớng ứng dụng làm cảm biến việc phát chất gây cháy nổ họ nitro-aromatic” BBTTHĐ số 16 42/KHCN&DA ngày Biên thƣơng thảo hợp đồng 15/03/2019 17 18 19 HĐ số 05 ngày 09/04/2019 BBBG&NT ngày 12/04/2019 BBNT&TLHĐ ngày 16/04/2019 Hợp đồng cung cấp hóa chất, vật liệu Biên bàn giao & nghiệm thu Biên nghiệm thu lý hợp đồng Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: v ST T Tên tổ chức Tên tổ chức Nội dung Sản phẩm đăng ký theo tham gia thực tham gia chủ chủ yếu đạt Thuyết minh yếu Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, không 10 người kể chủ nhiệm) ST T Tên cá nhân Tên cá nhân Nội dung Sản phẩm đăng ký theo tham gia tham gia chủ yếu đạt Thuyết minh thực đƣợc PGS TS Nguyễn Trần Hà Nội dung PGS TS Nguyễn Trần Hà TS Trần Đức TS Trần Đức Châu Châu Chủ nhiệm đến Nội nhiệm vụ dung Thành viên chính/Thƣ ký khoa học Nội dung đến Nội dung Nội dung TS Vũ Anh TS Vũ Anh Thành viên đến Nội Quang Quang dung Ths Trƣơng Ths Trƣơng Thành viên Nội dung vi Ghi chú* Thu Thủy Thu Thủy đến Nội dung Nội dung ThS Nguyễn ThS Nguyễn Thành viên đến Nội Hữu Tâm Hữu Tâm dung ThS Trần Minh ThS Trần Hoan Minh Hoan Kỹ thuật Nội dung viên/Nhân đến Nội viên hỗ trợ dung - Lý thay đổi ( có): Tình hình hợp tác quốc tế: ST T Theo kế hoạch Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh (Nội dung, thời gian, kinh phí, phí, địa điểm, tên tổ chức hợp địa điểm, tên tổ chức hợp tác, tác, số đoàn, số lượng người số đoàn, số lượng người tham tham gia ) gia ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: STT Theo kế hoạch Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh (Nội dung, thời gian, phí, địa điểm ) kinh phí, địa điểm ) vii Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tóm tắt nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu mục 15 thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát nước nước ngoài) Thời gian (Bắt đầu, ST T Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Nội dung 1: Tổng hợp tinh chế quan Theo kế Thực tế hoạch đạt đƣợc 12/2018- Hoàn TS Trần Đức Châu, thành PGS.TS Nguyễn Trần thực Hà, Trƣờng Đại Học pyrene, pyrene Người, năm) monomer, 03/2019 phenolthiazine phenoloxazine kết thúc- tháng … Bách Khoa trisbromo triphenylamine Nội dung 2: Tổng hợp 04/2019- poly(phenolthiazine pyrene- 09/2019 alt-triphenylamine) mạch Hoàn ThS thành Tâm, ThS Trƣơng Thu Thủy, thẳng (Poly(PTP-alt-TPA)) Nguyễn Nguyễn PGS Trần Hữu TS Hà, Trƣờng Đại Học Bách Khoa viii Hình 4.4 Hiện tượng tắt dần huỳnh quang T3HTP Pyrene THF (10 µmol/l) tăng dần lượng TNT 4.2 Cơ Chế Dập Tắt Huỳnh Quang T3HTP Trong Ứng Dụng Phát Hiện Thuốc Nổ TNT Để tìm hiểu sâu tƣơng tác T3HTP với TNT, hỗn hợp T3HTP + TNT đƣợc phân tích cấu trúc H NMR Hình 4.5 trình bày phổ H NMR T3HTP với có mặt TNT (200 equiv) Nhận thấy với có mặt hợp chất TNT, hình dạng mũi phổ peak T3HTP có thay đổi rõ rệt vị trí 8.64 ppm, 7.53 ppm 7.28 ppm Các peaks từ đơn mũi trở thành đa mũi, kết proton T3HTP tƣơng tác với nhóm NO2 hợp chất TNT Kết chứng minh tƣơng tác hóa học hợp chất oligomer T3HTP TNT 110 Hình 4.5 Phổ 1H NMR T3HTP + TNT (200 equiv) Cơ chế tƣơng tác hóa học T3HTP TNT đƣợc minh họa nhƣ hình 4.6 Proton vị trí đơn vị thiophene có tính động điện tử cao tƣơng tác với nhom NO2 TNT bên cạnh lien hết hydro xuất nhóm pyrene proton TNT Hình 4.6 Minh họa chế dự đốn tương tác T3HTP TNT Thông thƣờng, bột TNT đƣợc trộn với tinh bột để vận chuyển kẻ buôn lậu Ứng dụng thực tế T3HTP-2 để truy tìm TNT, chúng tơi kiểm tra đặc tính huỳnh quang T3HTP-2 có tinh bột tinh bột / hợp chất TNT Dung 111 dịch T3HTP-2 đƣợc chuẩn bị nồng độ 10 μM để phát lƣợng TNT trộn với tinh bột Hình 4.7 cho thấy rõ ràng phát huỳnh quang T3HTP-2 không bị ảnh hƣởng tinh bột đƣợc dập tắt với có mặt TNT Dung dịch T3HTP-2 khơng thay đổi tính chất phát quang sau tháng, hữu ích cho ứng dụng thực tế lƣu trữ Hình 4.7 Tính phát huỳnh quang dung dịch T3HT/tinh bột T3HTP/Tinh bột/TNT 4.3 Chế tạo Kit Kiểm Nghiệm Thuốc Nổ TNT Sủ Dụng Hợp Chất T3HTP 4.3.1 Bộ kit kiểm nghiệm thuốc nổ TNT sủ dụng hợp chất T3HTP dạng dung dịch Bộ kít đƣợc chế tạo hợp kim nhôm, gia công hệ thống phay CNC Các ống nghiệm chuẩn đƣợc chuẩn bị dung dịch THF với hàm lƣợng chất oligomer T3HTP 10 mol/l với hàm lƣợng thuốc TNT từ 10 mmol/l – 100 mmol/l Khi tăng hàm TNT ống nghiệm chuẩn tính dập tắt huỳnh quang mạnh Khi kích hoạt bƣớc sóng 365 nm ống nghiệm chứa hợp chất T3HTP phát sang độ phát sáng giảm dần đến tối ống nghiệm chuẩn chứa 100 mmol/l TNT Hình 4.8 sản phẩm kit kiểm nghiệm vật liệu nổ TNT sử dụng oligomer liên hợp hình T3HTP Đèn UV bƣớc sóng 365 nm đƣợc nhóm nghiên cứu chế tạo với hợp kim 112 nhơm nhằm tránh va đập q trình vận chuyển thực địa phức tạp, tuổi thọ cùa bóng đèn trung bình 8000 h chiếu sang liên tục Hình 4.8 Hình ảnh kiểm nghiệm thuốc nổ TNT dung dịch 4.3.2 Bộ kit kiểm nghiệm thuốc nổ TNT sủ dụng hợp chất màng cellulose Bộ kít đƣợc chế tạo phƣơng pháp tẩm dung dịch T3HTP THF tẩm lên màng cellulose, sau mẩu chế tạo đƣợc sấy khô nhiệt độ 50oC bảo quản khuôn nhựa PET Khi kiểm tra TNT, bột TNT đƣợc rãi lên bề mặt cellulose tẩm T3HTP soi dƣới đèn UV 365 nm Sự dập tắt huỳnh quang vật liệu T3HTP chứng minh việc thử nghiệm TNT thành cơng Hình 4.9 trình bày sản phẩm Bộ kit kiểm nghiệm thuốc nổ TNT sủ dụng hợp chất màng cellulose 113 Hình 4.9 Bộ Kit test TNT cellulose 4.4 Kết Luận Tổng Hợp Chế Tạo Cảm Biến Thuốc Nổ TNT Bằng Hợp Chất Oligomer T3HTP Chúng tổng hợp thành công loại oligome liên hợp T3HTP (tris(4(3-hexyl-5-(pyren-1-yl)thiophen-2-yl)phenyl)amine) với hiệu suất 54% thông qua phƣơng pháp Direct arylation hiệu suất 51% thông qua phƣơng pháp One-pot direct arylation liên tiếp thay cách tiếp cận truyền thống Suzuki cross-coupling, vật liệu đƣợc sử dụng cho mục đích phát nổ Hệ số hấp thụ mol T3HTP 80890 M-1.cm-1, cao nhiều so với hệ số hấp thụ mol tris(4-3hexylthiophenephenyl)amine (32260 M-1.cm-1) So sánh cho thấy hiệu huỳnh quang cao kết diện pyrene T3HTP Kết phổ phát xạ cho thấy độ nhạy làm tắt huỳnh quang tốt TNT thông qua FRET khả kết hợp lƣợng tốt TNT T3HTP với LOD 2.36 x 10-3 M 10µ M T3HTP Các vật liệu dựa cấu trúc oligome T3HTP ứng cử viên 114 đầy triển vọng cho nghiên cứu tảng ứng dụng kỹ thuật cho việc thiết kế cảm biến hóa học nhằm mục đích phát chất nổ 4.5 Tính Chất Huỳnh Quang Và Đánh Giá Khả Năng Phát Hiện Thuốc Nổ TNT Trong Dung Dịch Polymer Liên Hợp Mạch Thẳng P-1 P-2 Để chứng minh khả cảm biến nhận biết polymer P-1 P-2 dùng cho việc phát thuốc nổ họ nitroaromatics, theo dõi thay đổi quang phổ phát huỳnh quang P-1 thêm lƣợng TNT khác THF Hình 4.10 cho thấy kết phép đo huỳnh quang P-1 để theo dõi chất phân tích TNT Cƣờng độ huỳnh quang giảm dần tăng nồng độ TNT liên tiếp dung dịch polymer P-1 Do liên kết TNT dẫn đến tƣợng dập tắt huỳnh quang P-1 thông qua hiệu ứng FRET Hình 4.10 Sự dập tượng tắt dần huỳnh quang P-1 THF (10 µmol/l) tăng dần lượng TNT Đặc tính huỳnh quang (PL) P-1 đƣợc nghiên cứu cách sử dụng THF làm môi trƣờng phân tán TNT làm chất khử Hình 4.11 thể phổ phát huỳnh quang PL dung dịch polymer P-1 tăng dần nồng độ TNT (0 - 30 mmol/l) vào dung dịch, kích thích mẫu bƣớc sóng 365 nm dẫn đến phát xạ mạnh 590 nm, điều đƣợc cho phát xạ excimer Hiện tƣợng trạng thái gần không gian giới hạn bề mặt pyrene Sự tƣơng tác nhƣ nhƣ tạo điều kiện cho tƣơng tác π-π pyrene bị kích thích với pyrene khác trạng thái (sự hình thành excimer) Nhận thấy tăng hàm lƣợng TNT đến 30 mmol/l tính phát huỳnh quang polymer P-1 dập tắt 90% so với cƣờng độ phát sáng ban đầu 115 Hình 4.11 Phổ phát huỳnh quang P-1 (10 µmol/l THF) với diện TNT nồng độ khác (từ xuống 0, 0.2, 1, 2, 5, 10, 15, 30 mM) Đặc tính huỳnh quang (PL) P-2 đƣợc nghiên cứu cách sử dụng THF làm mơi trƣờng phân tán TNT làm chất khử Hình 4.12 thể phổ phát huỳnh quang PL dung dịch polymer P-2 tăng dần nồng độ TNT (0 - 10 mM) vào dung dịch, kích thích mẫu bƣớc sóng 365 nm dẫn đến phát xạ mạnh 560 nm, điều đƣợc cho phát xạ excimer Hiện tƣợng trạng thái gần không gian giới hạn bề mặt pyrene Sự tƣơng tác nhƣ nhƣ tạo điều kiện cho tƣơng tác π-π pyrene bị kích thích với pyrene khác trạng thái (sự hình thành excimer) Nhận thấy tăng hàm lƣợng TNT đến 10 mmol tính phát huỳnh quang polymer P-1 dập tắt 95% so với cƣờng độ phát sáng ban đầu Kết hiệu so với P-1, nhờ vào tính phát huỳnh quang hợp chất phenoloxazine, nhƣ tƣơng tác nguyên tử oxygen đơn vị phenoloxazine với TNT 116 Hình 4.12 Phổ phát huỳnh quang P-2 (10 µM THF) với diện TNT nồng độ khác (từ xuống 0, 0.2, 1, 2, 5, 10 mM) 4.6 Kết Luận Tỗng Hợp Chế Tạo Cảm Biến Thuốc Nổ TNT Bẳng Hợp Chất Polymer liên hợp Mạch Thẳng P-1 P-2 Polymer liên hợp mạch thẳng P-1 P-2 thể tính phát huỳnh quang khả dập tắt huỳnh quang nhạy với hợp chất nổ TNT Đối với polymer liện hợp mạch thẳng P-1, khả nhận biết TNT nồng độ TNT dung dịch 30 mM/l Đối với polymer liện hợp mạch thẳng P-2, khả nhận biết TNT nồng độ TNT dung dịch 10 mM/l 117 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118 5.1 Kết Luận Tổng Hợp Vật Liệu Polymer Liên Hợp Mạch Thẳng Nhánh Oligomer Tổng hợp thành công hai loại copolymer liên hợp phát quang mạch thẳng poly (3(9-heptyl-9-octyl-9H-fluoren-2-yl)-10-(pyren-1-yl)-10H-phenothiazine (P-1) Poly 3-(9-heptyl-9-octyl-9H-fluoren-2-yl)-10-(pyren-1-yl)-10H-phenoxazine (P-2) có hiệu suất 80% đạt trọng lƣợng phân tử 20.000 – 25.000 g/mol Tính tan tốt dung mơi hữu Tổng hợp thành công hai loại copolymer liên hợp phát quang mạch nhánh poly tris(4-(7-(9,9-dioctyl-9H-fluoren-2-yl)-10-(pyren-1-yl)-10H-phenothiazin-3yl)phenyl)amine (HCP-1), Poly tris(4-(7-(9,9-dioctyl-9H-fluoren-2-yl)-10-(pyren-1yl)-10H-phenoxazin-3-yl)phenyl )amine (HCP-2) có hiệu suất cao lên đến 82% với trọng lƣợng phân tử Mn cao 30.000 - 33.000 g/mol HCP-2 có tính tan dung mơi hữu co tốt HCP-1 Polymer liên hợp P-1, P-2, P-3 (HCP-1) P-4 (HCP-2) có độ bền nhiệt 200 o C Độ hấp thụ quang phổ P-1, P-2 lần lƣợt 345 nm, 328 nm Độ hấp thu quang phổ cùa P-3 P-4 343 nm Tính chất phát huỳnh quang (fluorescent) polymer liên hợp mạch thẳng P-1 P-2 có bƣớc sóng phát quang mạnh khoảng từ 500 - 800 nm, Tính chất phát huỳnh quang (fluorescent) polymer liên hợp mạnh nhánh P-3 P-4 có bƣớc sóng phát quang mạnh từ 550 - 900 nm Tổng hợp thành công hợp chất oligomer Tris(4-(3-hexyl-5-(pyren-1-yl)thiophen2-yl)phenyl)amine (T3HTP) có tính hấp thụ quang phổ nhìn thấy 300 -350 nm (trong dung dịch) phát huỳnh quang bƣớc sóng cực đại 530 nm 5.2 Kết Luận Ứng Dụng Vật Liệu Polymer Liên Hợp Mạch Thẳng Nhánh Oligomer Trong Chế Tạo Cảm Biến Thuốc Nổ Nitro Aromatic (TNT) Vật liệu oligomer cấu trúc hình T3HTP có khả phát thuốc nổ nồng độ rõ ràng (bằng mắt thƣờng) 10 mmol/l dung dịch, giới hạn nhận biết chất nổ TNT 50 µmol/l phép đo phồ PL 119 Bộ Kit kiểm tra thuốc nổ đƣợc chế tạo thành công dạng dung dịch màng cellulose Vật liệu polymer cấu trúc mạch thẳng liên hợp poly (3-(9-heptyl-9-octyl-9Hfluoren-2-yl)-10-(pyren-1-yl)-10H-phenothiazine (P-1) khả nhận biết TNT nồng độ TNT dung dịch 30 mM/l Vật liệu polymer cấu trúc mạch thẳng liên hợp Poly (3-(9-heptyl-9-octyl-9Hfluoren-2-yl)-10-(pyren-1-yl)-10H-phenoxazine (P-2) khả nhận biết TNT nồng độ TNT dung dịch 10 mM/l 5.3 Kiến Nghị Tiếp tục thử nghiệm khả nhận biết thuốc nổ polymer P-1 P-2 oligomer tổng hợp cho hệ thuốc nổ khác nhƣ DNT, RDX Nghiên cứu tiếp tục hệ polymer liên hợp mạch nhánh P-3 P-4 cho việc nhận biết thuốc nổ TNT, DNT RDX 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO Germain, M.E and M.J Knapp, Optical explosives detection: from color changes to fluorescence turn-on Chemical Society Reviews, 2009 38(9): p 2543-2555 Sun, X., Y Wang, and Y Lei, Fluorescence based explosive detection: from mechanisms to sensory materials Chemical Society Reviews, 2015 44(22): p 8019-8061 Jenkins, T.F., D.C Leggett, and T.A Ranney, Vapor Signatures from Military Explosives Part Vapor Transport from Buried Military-Grade TNT 1999, COLD REGIONS RESEARCH AND ENGINEERING LAB HANOVER NH 4.Kolla, P., Detecting hidden explosives Analytical chemistry, 1995 67(5): p 184A-189A Toal, S.J., D Magde, and W.C Trogler, Luminescent oligo (tetraphenyl) silole nanoparticles as chemical sensors for aqueous TNT Chemical Communications, 2005(43): p 5465-5467 Wang, X., et al., Fluorescent amphiphilic cellulose nanoaggregates for sensing trace explosives in aqueous solution Chemical Communications, 2012 48(45): p 5569-5571 Walsh, M.E., Determination of nitroaromatic, nitramine, and nitrate ester explosives in soil by gas chromatography and an electron capture detector Talanta, 2001 54(3): p 427-438 Zhang, H.-X., et al., Functionalized carbon nanotubes as sensitive materials for electrochemical detection of ultra-trace 2, 4, 6-trinitrotoluene Physical Chemistry Chemical Physics, 2006 8(30): p 3567-3572 Goldman, E.R., et al., Analysis of aqueous 2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT) using a fluorescent displacement immunoassay Analytical and bioanalytical chemistry, 2003 375(4): p 471-475 10 Lim, E., B.-J Jung, and H.-K Shim, Synthesis and characterization of a new light-emitting fluorene− thieno [3, 2-b] thiophene-based conjugated copolymer Macromolecules, 2003 36(12): p 4288-4293 11 Lim, E., et al., Thin-film morphologies and solution-processable field-effect transistor behavior of a fluorene− thieno [3, 2-b] thiophene-based conjugated copolymer Macromolecules, 2005 38(10): p 4531-4535 12 Fungo, F., S.A Jenekhe, and A.J Bard, Plastic electrochromic devices: electrochemical characterization and device properties of a phenothiazine-phenylquinoline donor− acceptor polymer Chemistry of materials, 2003 15(6): p 1264-1272 13 Sun, D., S.V Rosokha, and J.K Kochi, Donor− Acceptor (Electronic) Coupling in the Precursor Complex to Organic Electron Transfer: Intermolecular and Intramolecular SelfExchange between Phenothiazine Redox Centers Journal of the American Chemical Society, 2004 126(5): p 1388-1401 14 Zhang, X., et al., Phenothiazine-based oligomers as novel fluorescence probes for detecting vapor-phase nitro compounds Talanta, 2010 82(5): p 1943-1949 15 Greenspan, P., E.P Mayer, and S.D Fowler, Nile red: a selective fluorescent stain for intracellular lipid droplets The Journal of cell biology, 1985 100(3): p 965-973 16 Niamnont, N., et al., Tunable star-shaped triphenylamine fluorophores for fluorescence quenching detection and identification of nitro-aromatic explosives Chemical Communications, 2013 49(8): p 780-782 17 Xu, B., et al., Porous films based on a conjugated polymer gelator for fluorescent detection of explosive vapors Polymer Chemistry, 2013 4(19): p 5056-5059 18 Chae, M.Y and A.W Czarnik, Fluorometric chemodosimetry Mercury (II) and silver (I) indication in water via enhanced fluorescence signaling Journal of the American Chemical Society, 1992 114(24): p 9704-9705 19 Lakowicz 3rd, J., Springer; Singapore: 2006 Principles of Fluorescence Spectroscopy 20 Meaney, M.S and V.L McGuffin, Investigation of common fluorophores for the detection of nitrated explosives by fluorescence quenching Analytica Chimica Acta, 2008 610(1): p 57-67 21 Valeur, B and M.N Berberan-Santos, Molecular fluorescence: principles and applications 2012: John Wiley & Sons 22 He, G., et al., Pyrene-containing conjugated polymer-based fluorescent films for highly sensitive and selective sensing of TNT in aqueous medium Macromolecules, 2011 44(12): p 47594766 23 Nie, H., et al., Fluorescence detection of trace TNT by novel cross-linking electropolymerized films both in vapor and aqueous medium Journal of hazardous materials, 2014 264: p 474-480 24 Zhang, Y.-Z., et al., Spectroscopic studies on the interaction of Congo Red with bovine serum albumin Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2009 72(4): p 907-914 25 Thomas, S.W., G.D Joly, and T.M Swager, Chemical sensors based on amplifying fluorescent conjugated polymers Chemical reviews, 2007 107(4): p 1339-1386 26 Wang, Y., et al., FRET-and PET-based sensing in a single material: expanding the dynamic range of an ultra-sensitive nitroaromatic explosives assay Chemical Communications, 2012 48(79): p 9903-9905 27 Feng, L., et al., Detection of TNT based on conjugated polymer encapsulated in mesoporous silica nanoparticles through FRET Chemical Communications, 2012 48(38): p 4633-4635 28 Geng, J., et al., A Reversible Dual‐Response Fluorescence Switch for the Detection of Multiple Analytes Chemistry–A European Journal, 2010 16(12): p 3720-3727 29 Fang, Q., et al., Inverted opal fluorescent film chemosensor for the detection of explosive nitroaromatic vapors through fluorescence resonance energy transfer Chemistry–A European Journal, 2009 15(43): p 11507-11514 30 Gao, D., et al., Resonance energy transfer-amplifying fluorescence quenching at the surface of silica nanoparticles toward ultrasensitive detection of TNT Analytical chemistry, 2008 80(22): p 8545-8553 31 Sun, X., et al., Fundamental study of electrospun pyrene–polyethersulfone nanofibers using mixed solvents for sensitive and selective explosives detection in aqueous solution ACS applied materials & interfaces, 2015 7(24): p 13189-13197 32 Rochat, S.b and T.M Swager, Conjugated amplifying polymers for optical sensing applications ACS applied materials & interfaces, 2013 5(11): p 4488-4502 33 Yang, J.-S and T.M Swager, Fluorescent porous polymer films as TNT chemosensors: electronic and structural effects Journal of the American Chemical Society, 1998 120(46): p 11864-11873 34 Swager, T.M., The molecular wire approach to sensory signal amplification Accounts of Chemical Research, 1998 31(5): p 201-207 35 Miyaura, N and A Suzuki, Stereoselective synthesis of arylated (E)-alkenes by the reaction of alk-1-enylboranes with aryl halides in the presence of palladium catalyst Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1979(19): p 866-867 36 Rehahn, M., et al., Soluble poly (para-phenylene) s Improved synthesis of poly (para-2, 5-di-n-hexylphenylene) via Pd-catalysed coupling of 4-bromo-2, 5-di-n-hexylbenzeneboronic acid Polymer, 1989 30(6): p 1060-1062 37 Zhao, C., et al., Fe2O3/reduced graphene oxide/Fe3O4 composite in situ grown on Fe foil for high-performance supercapacitors ACS applied materials & interfaces, 2016 8(44): p 3013330142 38 Braga, A.A., et al., Computational characterization of the role of the base in the Suzuki− Miyaura cross-coupling reaction Journal of the American Chemical Society, 2005 127(25): p 9298-9307 39 Svensson, M., et al., High‐performance polymer solar cells of an alternating polyfluorene copolymer and a fullerene derivative Advanced Materials, 2003 15(12): p 988-991 40 Park, S.H., et al., Bulk heterojunction solar cells with internal quantum efficiency approaching 100% Nature photonics, 2009 3(5): p 297 41 Boudreault, P.L.T., A Michaud, and M Leclerc, A New Poly (2, 7‐Dibenzosilole) Derivative in Polymer Solar Cells Macromolecular Rapid Communications, 2007 28(22): p 21762179 42 Wang, E., et al., High-performance polymer heterojunction solar cells of a polysilafluorene derivative Applied Physics Letters, 2008 92(3): p 23 43 Se, M., et al., New synthetic method for the polymerization of alkylthiophenes Tetrahedron letters, 1999 40(32): p 5873-5876 44 Nguyen, T.H., et al., Synthesis of poly(3-hexylthiophene) based rod–coil conjugated block copolymers via photoinduced metal-free atom transfer radical polymerization Polymer Chemistry, 2018 9(18): p 2484-2493 45 Truong, K.T., H.T Nguyen, and K.A Le, synthesis of phenothiazine derivatives as novel moieties toward utilization in alternative donor–acceptor conjugated polymers Vietnam Journal of Science and Technology, 2018 56(3B): p 177 46 Morin, P.-O., et al., Conjugated polymers a la carte from time-controlled direct (hetero) arylation polymerization ACS Macro Letters, 2014 4(1): p 21-24 47 Paul, F., J Patt, and J.F Hartwig, Palladium-catalyzed formation of carbon-nitrogen bonds Reaction intermediates and catalyst improvements in the hetero cross-coupling of aryl halides and tin amides Journal of the American Chemical Society, 1994 116(13): p 5969-5970