光子晶体因其独特的光学特性及鲜艳的结构色而发展出了一系列可响应温度、pH、特定离子等目标物的裸眼传感器，它们较传统生化传感器有非标记、可视化、可现场检测等优点，在危险品快速筛查等领域已展现出广阔应用前景。该团队将分子印迹技术与光子晶体相结合，开发了爆炸物响应的光子晶体传感器 (J. Hazard. Mater. 2016,316,87-93; J.Hazard.Mater.2017,326,130-137等)。 然而，传统光子晶体传感器的角度依赖性极大地制约了其裸眼检测效果地准确性和可靠性。

非晶光子晶体同样是一种具有明亮结构色的纳米材料，但不同于光子晶体，非晶光子晶体具有短程有序长程无序的结构和无角度依赖性的结构色，因此被广泛应用于图案制备，颜料涂层，化学传感等领域。在研究中，将纳米材料与机械装置相结合，利用机械臂实现全自动大面积非晶光子晶体制备。相较于传统非晶光子晶体制备方法，这种方法具有较高的精确度和经济效益，同时，机械臂的高自由度实现了对平面图案和立体模型的喷涂。之后，结合分子印迹技术，制备了非晶光子晶体传感器，研究了对TNT，RDX和HMX三种爆炸物的响应。结果表明，非晶光子晶体传感器响应时间为10 s,检测浓度可低至0.01 mM。利用HSB和CIE颜色分析方法，结合主成分分析和模式识别等方法，构建了相较于单一传感器具有更高选择性和灵敏度的传感器组，通过响应前后结构色的变化，实现对目标物定性及半定量检测。相较于传统光子晶体传感器，非晶光子晶体传感器具有无角度依赖性的结构色，提供了更加准确的颜色分析结果。这项研究为智能传感器的发展提供了新的思路，为材料制备的自动化和大规模化提供了方法。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目（21804009，U1730244）和多项省部级项目的支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722019453

附作者简介：

孟子晖：北京理工大学教授，博士生导师，长期从事含能材料的设计、制备和检测，光学纳米材料的设计与制备等领域研究，获国家发明二等奖一项，工信部国防科技一等奖及陕西省科技进步奖一项，已发表学术论文150余篇，申请专利20余项，参与出版专著6部。

邱丽莉：北京理工大学副教授，博士生导师，长期从事含能材料的检测，光学纳米材料的设计与制备等领域研究，承担和参与国家自然科学基金等项目6项，发表学术论文60余篇，申请专利7项，出版和参与出版专著2部。

吴磊：工学博士，JSPS博士后研究员，北京理工大学讲师。长期从事特种化工过程智能决策与自主作业机器人、连续碳纤维3D打印机器人，化工过程控制与优化等领域研究。先后主持和参与国家重点研发计划和企业横向项目等10余项，发表SCI收录15篇，获授权专利5项，参与编著十二五规划教材1部。

参考资料：https://cce.bit.edu.cn/zhxw/e3ee831f95e44059a3412b069163c8cd.htm