摘要：从上次为自己的拙著《薄膜基荧光传感技术与应用》（房喻 著. 北京：科学出版社，2019.10）撰写前言算起，不知不觉中五年时间已经过去。正如在初版前言中所指出的，“在科技含量高、研发难度大的高端传感器研发过程中，化学家扮演的角色会越来越重要，这主要得益于当代化

薄膜基荧光传感是基于分子材料的激发态实现传感的技术，在微痕量CBRN(化学、生物、放射性物质和核素)类物质探测中具有巨大的应用潜力。

从上次为自己的拙著《薄膜基荧光传感技术与应用》（房喻 著. 北京：科学出版社，2019.10）撰写前言算起，不知不觉中五年时间已经过去。正如在初版前言中所指出的，“在科技含量高、研发难度大的高端传感器研发过程中，化学家扮演的角色会越来越重要，这主要得益于当代化学学科强大的‘合成+组装’新物质创造能力。因为高性能敏感材料永远是高性能传感器的基础，也是高端传感器最核心的技术”。事实上，几年来，聚焦高端传感器研制的化学论文数量日益增多。仅就薄膜基荧光传感器(film-based fluorescent sensors，FFSs)这一细分领域而言，全球论文发表数已经从20年前的每年不足百篇增加到每年近千篇。

值得注意的是，在聚焦物质探测的各类高性能CBRN(化学、生物、放射性物质和核素)传感器研制中，FFSs的小体积、小重量、低功耗、低成本，以及传感单元的可设计性、激发态可调控性、聚集结构的多样性等优势进一步彰显。尤为可贵的是，在过去的几年，FFSs 的感知对象也从物质探测开始向应力、应变、振动、光、电、磁等非物质量探测拓展，呈现出诱人的发展前景，这就不难理解为什么FFSs能够以第四名入选2022年度国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)化学领域十大新兴技术。

薄膜基荧光传感器的一般制备过程

不过，还要注意，虽然文献报道的FFSs能够探测的物质种类和非物质量日益增多，但到目前为止真正能够走向市场的FFSs却只有针对隐藏爆炸物、毒品、氧气和温度等为数很少的几种。具体来讲，生产厂家最多、销量最大的是氧气FFSs、温度FFSs，其次是隐藏爆炸物FFSs，毒品FFSs目前全球仅有一家企业能够生产，且探测毒品种类不超过10种。而且，除了氧气探测和温度测量之外，爆炸物、毒品荧光探测大多还停留在定性，最多半定量阶段。因此，无论是从探测对象的种类，还是探测性能等方面来看，FFSs的应用还处于初期阶段，发展空间巨大。由于历史原因，我国传感器研发能力、生产能力相对落后，市场竞争力不强，到目前为止能够生产的主要还是量大面广、附加值比较低的普通传感器。因此，亟需布局发展高端传感器，特别是基于新材料、新原理的高端新概念传感器。只有这样，才有可能建立比较优势，扭转在传感器这一重要的高技术领域的被动局面，服务国家现代化建设。

众所周知，在全世界范围内，商品传感器已有约3万种，但能够满足便携探测需要的CBRN 传感器极其有限，主要原因是微纳机电系统(micro-/nano-electro mechanical systems，MEMS/NEMS)存在个性化设计不强、表面功能化不易、小批量制备困难、难以进行复杂物质探测等问题；便携化气相/液相色谱、离子迁移谱(ion mobility spectrometry，IMS)、表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy，SERS)、光离子化检测器(photo-ionization detector，PID)、光腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy，CRDS)、电化学等方法或技术存在微型化、集成化困难，检测对象有限，以及检测成本居高不下等突出问题。为此，亟需提出新的传感原理，发展新的传感技术。基于这一现实需求，以及FFSs 的激发态传感固有优势和最新进展，经与业内同行多次讨论，决定对《薄膜基荧光传感技术与应用》进行修订再版。

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薄膜基荧光传感技术与应用（第二版）

房喻等著

北京 : 科学出版社,2024. 9

ISBN 978-7-03-079400-0

责任编辑：张淑晓 高 微

《薄膜基荧光传感技术与应用（第二版）》涵盖了荧光传感基本原理、敏感薄膜制备策略、薄膜器件化方式、典型薄膜基荧光传感器结构与性能，以及薄膜基荧光传感器发展趋势等内容，比较完整地反映了薄膜基荧光传感技术的发展和应用现状。

修订原则

1. 保留原版内容架构；

2. 订正原版存在的问题；

3. 充实原版内容，反映领域研究新进展；

4. 新增“荧光纳米膜特点与传感应用”。

增加这一章的原因主要是，在过去的几年里，以界面限域动态聚合得到的荧光纳米膜能够比较好地兼顾高性能传感所需要的敏感单元光化学稳定性和高传质效率，在传感应用上已经表现出巨大的发展潜力。除此之外，该类薄膜还有望在非物质量感知领域获得突破，从而为化学工作者涉足需求量大、商机多，且其他学科学者难以解决的微小应力、微小应变、微小振动、微小外场改变的感知领域提供难得的机遇。

本次修订特别邀请了从事光物理技术理论与应用研究的一些年轻学者参与。王刚副教授、彭浩南教授、刘静教授、丁立平教授、王红月副教授、刘太宏副教授分别参与了对第1 章、第2 章、第3 章、第4 章、第5 章以及第7 章的修订。何刚教授参与了第6 章荧光纳米膜特点与传感应用的撰写。对原第7 章现第8 章总结与展望的修订由本人完成。在团队修订基础上，本人对书稿进行了通读定稿。

本书内容丰富、理论联系实际，可以作为相关专业高年级本科生和研究生教学用书，对于从事荧光、分子材料、传感器领域科学研究、产品开发与应用的人员也有重要的参考价值。

本文摘编自《薄膜基荧光传感技术与应用（第二版）》（房喻等著.北京 : 科学出版社, 2024. 9）一书“第二版前言”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-079400-0

责任编辑：张淑晓 高 微

来源：科学出版社图书账号