Distinguez les sucres avec ce film arc-en-ciel extensible qui attire les regards

Les arcs-en-ciel et le sucre peuvent évoquer des images d'une certaine céréale de petit déjeuner marquée d'un Leprechau. Mais aujourd'hui, les chercheurs de ACS Nano présentent un film semblable à un kaléidoscope permettant de distinguer différents édulcorants et affichant plusieurs couleurs lorsqu'il est étiré à la main. Lorsqu'il est étiré de manière uniforme à l'aide d'un appareil simple, le matériau renforce les variations uniques de l'intensité de fluorescence de 14 sucres marqués par un colorant, ce qui permet de les distinguer dans les boissons et les échantillons de sueur.

Le goût sucré des boissons peut provenir de nombreux types de sucre, dont le saccharose, le fructose et le glucose, ainsi que d'autres moins courants, comme le maltose. Il existe également des sucres dans la sueur des personnes, qui pourraient être suivis pour contrôler de manière non invasive la glycémie. Il est difficile de savoir quelles molécules sont présentes en se basant uniquement sur le goût ou l'apparence ; elles sont généralement identifiées à l'aide de méthodes complexes et d'instruments sophistiqués. Pour simplifier le processus de détection, Fengyu Li et ses collègues ont précédemment utilisé des cristaux photoniques - des nanosphères de polystyrène dont la couleur change lorsque des composés sucrés sont à proximité - dans un capteur à puce changeant de couleur qui distinguait 12 sucres différents les uns des autres. Mais ces capteurs n'étaient pas portables. Li, Chunbao Li et une nouvelle équipe ont donc voulu incorporer des cristaux photoniques dans un film étirable facile à transporter et voir si la plateforme aux couleurs de l'arc-en-ciel pouvait également détecter et différencier les sucres.

Les chercheurs ont incorporé des rangées ordonnées et très serrées de nanosphères de polystyrène dans un film d'acrylate de polyéthyle. Au départ, le matériau gommeux était rouge, mais lorsqu'il était étiré avec une force uniforme, sa couleur passait de l'arc-en-ciel au rouge, au rose, à l'orange, au jaune-vert, au vert clair et, enfin, au vert foncé pour un étirement de 40 %. Et lorsqu'on le tire à la main, le matériau produit un kaléidoscope de couleurs, car les différentes parties du matériau subissent des forces différentes.

Lors des premières expériences, les chercheurs ont montré que l'étirement du film renforçait les signaux fluorescents de 14 sucres qui avaient été fixés à des colorants. Ces signaux pouvaient ensuite être triés les uns des autres. Pour voir si le capteur pouvait faire de même avec des échantillons du monde réel, ils ont mélangé six boissons disponibles dans le commerce avec le colorant rouge alizarine S-2-diphénylboronic acid 2-aminoethyl ester, créant ainsi des complexes fluorescents. Les solutions contenant ces complexes ont été déposées sur le film, qui a ensuite été étiré, et les intensités de fluorescence ont été mesurées à deux longueurs d'onde différentes de la lumière. Et comme les complexes sucre-colorant de chaque échantillon produisaient des signaux uniques, il était possible de les distinguer les uns des autres. Le capteur a également différencié les échantillons de sueur de six personnes. Sur la base de ces résultats, les chercheurs affirment que le matériau extensible et multicolore pourrait être intégré à des dispositifs portables pour la surveillance environnementale, clinique ou sanitaire du sucre, ou modifié pour détecter d'autres substances.

Les auteurs reconnaissent le financement de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.