Сладкий вкус в напитках может быть обусловлен многими видами сахара, включая сахарозу, фруктозу и глюкозу, а также менее распространенными, такими как мальтоза. В поту людей также содержится сахар, который можно отследить для неинвазивного контроля уровня сахара в крови. Трудно определить, какие молекулы присутствуют, основываясь только на вкусе или внешнем виде; вместо этого они обычно идентифицируются с помощью сложных методов и изощренных инструментов. Чтобы упростить процесс обнаружения, Фэнъю Ли и его коллеги ранее использовали фотонные кристаллы - наносферы из полистирола, цвет которых меняется, когда рядом находятся соединения сахара, - в чиповом датчике, изменяющем цвет, который отличал 12 различных сахаров друг от друга. Но эти датчики нельзя было носить, поэтому Ли, Чуньбао Ли и новая команда хотели встроить фотонные кристаллы в растягивающуюся пленку, которую легко носить с собой, и посмотреть, сможет ли платформа цвета радуги также обнаруживать и дифференцировать сахара.

Исследователи встроили плотно упакованные упорядоченные ряды полистирольных наносфер в пленку из полиэтиленакрилата. Первоначально клейкий материал выглядел красным, но когда его растягивали с равномерной силой, его цвет менялся по всей радуге - красный становился розовым, оранжевый - желто-зеленым, светло-зеленым и, наконец, темно-зеленым при растяжении на 40%. А при вытягивании вручную материал создавал калейдоскоп цветов, поскольку на разные части материала воздействовали разные силы.

В первоначальных экспериментах исследователи показали, что растяжение пленки усиливает флуоресцентные сигналы от 14 сахаров, которые были присоединены к красителям. Затем эти сигналы можно было бы отсортировать друг от друга. Чтобы проверить, может ли датчик сделать то же самое с реальными образцами, они смешали шесть коммерчески доступных напитков с красителем alizarin red S-2-дифенилбороновой кислоты 2-аминоэтиловый эфир, создавая флуоресцентные комплексы. Растворы с этими комплексами наносили пунктиром на пленку, которую затем растягивали, и измеряли интенсивность флуоресценции при двух разных длинах волн света. И поскольку комплексы сахара и красителя в каждом образце давали уникальные сигналы, их можно было отличить друг от друга. Датчик также дифференцировал образцы пота от шести человек. Основываясь на этих результатах, исследователи говорят, что растягивающийся разноцветный материал может быть включен в носимые устройства для экологического, клинического или медицинского мониторинга сахара или модифицирован для обнаружения других веществ.

Авторы признают финансирование со стороны Национального фонда естественных наук Китая.

Видео: https://youtu.be/0leRoAFxDBA