Nghiên cứu Chế Tạo Sợi Polyme Quang Học Ứng Dụng Làm Cảm Biến Cyanua

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu chế tạo sợi polyme quang học ứng dụng làm cảm biến cyanua, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Tác giả: Trần Tuấn Việt Tùng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Trần Hà
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo sợi polyme quang học ứng dụng làm cảm biến cyanua
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan về Cảm Biến Cyanua và Sợi Polyme Quang Học

Chất độc là mối đe dọa lớn đến sức khỏe con người. Từ xa xưa, việc phát hiện chất độc đã được quan tâm, ví dụ như dùng kim bạc để kiểm tra độc tính. Tuy nhiên, kim bạc không thể phát hiện nhiều loại chất độc. Sự ra đời của cảm biến hóa học là một bước tiến quan trọng. Luận văn này tập trung vào nghiên cứu và chế tạo cảm biến cyanua có khả năng quan sát được bằng mắt thường, ứng dụng trong sợi polyme quang học bền và linh hoạt. Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp cảm biến cyanua, tuy nhiên hầu hết các cảm biến này mang trong mình cấu trúc hóa học cồng kềnh, phức tạp, đa số tan trong dung môi hữu cơ, chỉ một vài cảm biến có thể hoạt động trong môi trường nước. Bên cạnh đó, các fluorophore hữu cơ như vậy có thể cho hiệu suất lượng tử thấp và khả năng quang học kém, đòi hỏi việc sử dụng thiết bị hỗ trợ (đèn UV) để quan sát được hiện tượng. Điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng trong việc nhận biết cyanua ngoài thực tế.

1.1. Giới thiệu về Cyanua Nguồn gốc Độc tính và Ứng dụng

Cyanua là nhóm chức gồm một nguyên tử carbon liên kết ba với một nguyên tử nitơ (C ≡ N). Các hợp chất cyanua tồn tại ở dạng rắn, khí hoặc lỏng. Độc tính và mức độ phản ứng phụ thuộc vào trạng thái tồn tại, điều kiện môi trường. Chất thải chứa cyanua là một mối nguy hiểm tiềm ẩn đối với sức khỏe. Nó đến từ cả nguồn tự nhiên và nhân tạo. Cyanua thường được biết đến như một chất cực độc và được liệt vào danh sách những chất độc nhất trong các chất độc. Các hợp chất cyanua được phân bố rộng rãi và được sản xuất tự nhiên bởi nhiều sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm, thực vật và một số loại côn trùng. [2]

1.2. Tiềm năng của Sợi Polyme Quang Học trong Phát hiện Cyanua

So với các cảm biến hóa học dựa trên phân tử nhỏ, các cảm biến dựa trên polyme tan trong nước có một số ưu điểm như cấu trúc ổn định, khả năng tương thích sinh học cao, tăng cường hiệu quả liên kết. Điều đặc biệt, việc gắn thêm các nhóm thế có khả năng tạo màng vào cấu trúc của cảm biến tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng một thiết bị cảm biến khả thi về mặt thương mại. Từ đó ứng dụng vào việc tạo ra sợi polyme quang học có độ bền, tính linh hoạt cao để có thể hỗ trợ cho nhiều ngành nghề khác nhau.

II. Vấn Đề Phát Hiện Cyanua Hiệu Quả và Tiện Lợi hơn

Việc phát hiện cyanua nhanh chóng và chính xác là rất quan trọng do độc tính cao của nó. Các phương pháp truyền thống thường tốn thời gian và đòi hỏi thiết bị phức tạp. Các cảm biến hiện tại cũng có những hạn chế như độ nhạy chưa cao, độ chọn lọc kém, hoặc khó sử dụng trong điều kiện thực tế. Do đó, cần có một giải pháp cảm biến cyanua đơn giản, hiệu quả, có thể sử dụng tại chỗ và cho kết quả nhanh chóng. Theo [8] Chất thải chứa cyanua là một mối nguy hiểm tiềm ẩn đối với sức khỏe và là một vấn đề toàn cầu. Hydro cyanua, natri cyanua và kali cyanua là các dạng cyanua có nhiều khả năng tồn tại trong môi trường do được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động công nghiệp như khai thác kim loại, khai thác vàng, sản xuất hóa chất hữu cơ.

2.1. Các Phương Pháp Phát Hiện Cyanua Truyền Thống và Hạn Chế

Các phương pháp truyền thống thường tốn thời gian và đòi hỏi thiết bị phức tạp. Các cảm biến hiện tại cũng có những hạn chế như độ nhạy chưa cao, độ chọn lọc kém, hoặc khó sử dụng trong điều kiện thực tế. Bên cạnh đó, các fluorophore hữu cơ như vậy có thể cho hiệu suất lượng tử thấp và khả năng quang học kém, đòi hỏi việc sử dụng thiết bị hỗ trợ (đèn UV) để quan sát được hiện tượng. Điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng trong việc nhận biết cyanua ngoài thực tế.

2.2. Yêu Cầu về Cảm Biến Cyanua Thế Hệ Mới Nhanh Nhạy và Dễ Sử Dụng

Cần có một giải pháp cảm biến cyanua đơn giản, hiệu quả, có thể sử dụng tại chỗ và cho kết quả nhanh chóng. Giải pháp này cần khắc phục các nhược điểm của cảm biến hiện tại, đồng thời đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao. Việc tổng hợp cảm biến nhận biết cyanua quan sát được hiện tượng thay đổi bằng mắt thường là rất cần thiết, phù hợp trong việc giám định cyanua tại chỗ.

III. Phương Pháp Chế Tạo Sợi Polyme Quang Học Cảm Biến Cyanua

Luận văn tập trung vào việc chế tạo sợi polyme quang học có khả năng cảm biến cyanua. Phương pháp tiếp cận bao gồm tổng hợp polyme chứa nhóm chức đặc biệt có khả năng tương tác với cyanua, sau đó kết hợp polyme này với polyme nền để tạo thành sợi quang. Quá trình chế tạo và thử nghiệm được thực hiện để đánh giá khả năng cảm biến cyanua của sợi quang, bao gồm độ nhạy, độ chọn lọc và độ bền. Mục tiêu là tạo ra một loại vật liệu là sợi polyme quang học có khả năng nhận biết Cyanua. Sợi quang học có khả năng nhận biết CN- với hàm lượng rất nhỏ, ngoài ra sợi còn có cơ tính rất tốt và giá thành thấp.

3.1. Tổng Hợp Polyme PMMA Chứa Gốc Spirooxazine Bước Quan Trọng

Đầu tiên, Luận văn đã tổng hợp thành công polyme PMMA có chứa gốc spirooxazine có khả năng tương tác với anion CN-. Spirooxazine là một chất chỉ thị màu nhạy với cyanua. Khi có mặt cyanua, spirooxazine sẽ chuyển đổi cấu trúc, dẫn đến thay đổi màu sắc có thể quan sát được. Vì vậy, việc sử dụng spirooxazine trong sợi polyme quang học sẽ giúp phát hiện cyanua một cách trực quan.

3.2. Trộn Hợp Polyme LLDPE và PMMA Tạo Sợi Quang Cơ Tính Tốt

Tiếp theo, PMMA sẽ được trộn hợp với polyme LLDPE để tạo ra sợi polyme quang học. LLDPE được chọn vì tính chất cơ học tốt và khả năng kéo sợi. Việc trộn hợp với PMMA sẽ giúp tạo ra sợi quang có cả tính chất cơ học tốt và khả năng cảm biến cyanua.

3.3. Quy trình Chế tạo sợi quang polyme Tối ưu hoá tỷ lệ phối trộn

Để tối ưu hóa hiệu suất của sợi quang, luận văn sẽ tiến hành khảo sát tỷ lệ trộn PMMA và LLDPE. Các tỷ lệ khác nhau sẽ ảnh hưởng đến độ bền, độ dẻo và khả năng cảm biến cyanua của sợi quang. Kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ trộn hợp tối ưu giữa PMMA và LLDPE là 20:100 theo khối lượng, với ứng suất kéo đứt cực đại là 32.

IV. Kết Quả Đánh Giá Khả Năng Cảm Biến Cyanua của Sợi Quang

Kết quả nghiên cứu cho thấy sợi polyme quang học chế tạo thành công có khả năng cảm biến cyanua hiệu quả. Sợi quang thay đổi màu sắc khi tiếp xúc với cyanua, cho phép phát hiện cyanua bằng mắt thường. Các thử nghiệm cũng cho thấy sợi quang có độ nhạy và độ chọn lọc tốt đối với cyanua, đồng thời có độ bền cơ học đủ để sử dụng trong thực tế. Kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ trộn hợp tối ưu giữa PMMA và LLDPE là 20:100 theo khối lượng, với ứng suất kéo đứt cực đại là 32.

4.1. Phân tích phổ UV Vis Xác định độ nhạy của cảm biến

Phân tích phổ UV-Vis được sử dụng để xác định độ nhạy của sợi polyme quang học đối với cyanua. Sự thay đổi trong phổ hấp thụ hoặc phản xạ của sợi quang khi tiếp xúc với cyanua sẽ cho biết độ nhạy của cảm biến. Kết quả cho thấy sợi polyme quang học có 20% PMMA ở môi trường bên ngoài (trên) và ở trong dung dịch cyanua (dưới) sau khi được chiếu đèn vis 2h

4.2. Thử Nghiệm Độ Chọn Lọc Loại Bỏ Ảnh Hưởng của Các Chất Khác

Các thử nghiệm độ chọn lọc được thực hiện để đảm bảo sợi polyme quang học chỉ phản ứng với cyanua và không bị ảnh hưởng bởi các chất khác có trong môi trường. Điều này rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của cảm biến trong điều kiện thực tế. Sợi polyme quang học sau khi tương tác với KSCN (0.01M), Na2SO4 dưới tia UV 10 phút

4.3. Đánh giá giới hạn phát hiện cyanua

Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ thấp nhất của chất phân tích có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy bởi một phương pháp phân tích cụ thể. LOD thường được xác định bằng cách sử dụng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N). Một LOD thường được định nghĩa là nồng độ mà S/N bằng 3.

V. Ứng Dụng và Tiềm Năng Phát Triển của Cảm Biến Cyanua

Cảm biến cyanua dựa trên sợi polyme quang học có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm kiểm tra an toàn thực phẩm, giám sát môi trường, và phát hiện cyanua trong công nghiệp. Với những ưu điểm về độ nhạy, độ chọn lọc và tính tiện dụng, cảm biến này hứa hẹn sẽ là một công cụ hữu ích trong việc bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Ngoài ra, sợi quang có cơ tính rất tốt và giá thành thấp.

5.1. Kiểm Tra An Toàn Thực Phẩm Phát Hiện Cyanua trong Thực Phẩm

Cyanua có thể tồn tại trong một số loại thực phẩm, chẳng hạn như sắn và hạnh nhân. Cảm biến này có thể được sử dụng để kiểm tra nhanh chóng và chính xác hàm lượng cyanua trong thực phẩm, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

5.2. Giám Sát Môi Trường Phát Hiện Cyanua trong Nước và Đất

Cyanua có thể gây ô nhiễm nguồn nước và đất do hoạt động công nghiệp và khai thác mỏ. Cảm biến này có thể được sử dụng để giám sát nồng độ cyanua trong môi trường, giúp phát hiện và ngăn chặn ô nhiễm kịp thời.

VI. Kết Luận Sợi Polyme Quang Học Mở Ra Hướng Phát Triển Mới

Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi của việc chế tạo sợi polyme quang học có khả năng cảm biến cyanua. Kết quả nghiên cứu mở ra một hướng phát triển mới cho cảm biến cyanua, với tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc cải thiện độ nhạy, độ chọn lọc và độ bền của cảm biến, cũng như phát triển các phương pháp sản xuất sợi quang quy mô lớn và giá thành thấp.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Cải Thiện Độ Nhạy và Độ Bền

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc cải thiện độ nhạy và độ bền của cảm biến. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các vật liệu polyme mới, tối ưu hóa quy trình chế tạo sợi quang, và phát triển các phương pháp bảo vệ cảm biến khỏi các yếu tố môi trường.

6.2. Triển Vọng Thương Mại Hóa Ứng Dụng Thực Tiễn Rộng Rãi

Cảm biến cyanua dựa trên sợi polyme quang học có tiềm năng thương mại hóa cao do tính tiện dụng, độ nhạy cao và khả năng sản xuất quy mô lớn. Việc thương mại hóa cảm biến này sẽ góp phần vào việc bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẬT LIỆU POLYME BLEND VÀ TỔNG HỢP CHẤT CẢM BIẾN CYANUA DỰA TRÊN CƠ CHẾ ĐỔI MÀU CỦA SPIROOXAZINE Chất độc từ lâu đã trở thành một mối đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe của mỗi con người. Để có thể phát hiện các nguồn chất độc này, từ thời cổ đại, các vua chúa, các quan hầu cận đã sử dụng kim bạc để kiểm tra độc tính trong thức ăn. Nếu trong thức ăn có chứa các chất độc như sunfua, lưu huỳnh thì kim bạc sẽ chuyển sang màu đen. Nhưng dần dần, người ta lại phát hiện càng nhiều chất độc như thủy ngân, thạch tín, cyanua,… có khả năng gây tử vong mà kim bạc không thể để nhận biết các chất độc này.

Vì vậy, việc dùng kim bạc để thử độc không còn phổ biến như trước, ngoài ra trong bối cảnh công nghiệp hiện nay, có nhiều loại chất độc xuất hiện xung quanh con người mà các loại chất độc này không gây ra hiệu quả tức thời mà dần dần đầu độc cơ thể, trí óc. Chúng còn để lại nhiều di chứng di truyền cho thế hệ sau này và phá hoại môi trường sống xung quanh, dần dần loại trừ khả năng con người có thể sinh tồn. Chính điều này đã thúc đẩy con người tìm ra nhiều phương pháp khác nhau để nhận biết chất độc khác nhau. Trong đó phải kể đến sự ra đời của các loại cảm biến hóa học, nó đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc phát hiện chất độc hại, chất phóng xạ trong các ngành công nghiệp dược phẩm, thực phẩm và trong phòng thí nghiệm,… Do đó ở Luận Văn này, việc nghiên cứu tạo ra cảm biến nhận biết cyanua, cho khả năng quan sát được hiện tượng thay đổi bằng mắt thường, từ đó ứng dụng vào việc tạo ra sợi polyme quang học có độ bền, tính linh hoạt cao để có thể hỗ trợ cho nhiều ngành nghề khác nhau.

Có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp cảm biến nhận biết cyanua. Tuy nhiên, hầu hết các cảm biến này mang trong mình cấu trúc hóa học cồng kềnh, phức tạp, đa số tan trong dung môi hữu cơ, chỉ một vài cảm biến có thể hoạt động trong môi trường nước. Bên cạnh đó, các fluorophore hữu cơ như vậy có thể cho hiệu suất lượng tử thấp và khả năng quang học kém, đòi hỏi việc sử dụng thiết bị hỗ trợ (đèn 2 UV) để quan sát được hiện tượng. Điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng trong việc nhận biết cyanua ngoài thực tế.

Vì vậy, việc tổng hợp cảm biến nhận biết cyanua quan sát được hiện tượng thay đổi bằng mắt thường là rất cần thiết, phù hợp trong việc giám định cyanua tại chỗ. Bên cạnh đó, so với các cảm biến hóa học dựa trên phân tử nhỏ, các cảm biến dựa trên polyme tan trong nước có một số ưu điểm như cấu trúc ổn định, khả năng tương thích sinh học cao, tăng cường hiệu quả liên kết,… Điều đặc biệt, việc gắn thêm các nhóm thế có khả năng tạo màng vào cấu trúc của cảm biến tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng một thiết bị cảm biến khả thi về mặt thương mại. Tổng quan về Cyanua Cyanua là nhóm chức bao gồm một nguyên tử carbon liên kết ba với một nguyên tử nitơ (C  N). Hầu hết các hợp chất cyanua vô cơ là muối của anion CN-, các hợp chất hữu cơ có nhóm chức -CN được gọi là nitrile.

Nitrile thường không giải phóng các anion cyanua. Nó là đơn vị carbon-nitơ kết hợp với nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ. Đa phần các hợp chất cyanua tồn tại ở dạng rắn, một số ít ở dạng khí hoặc dạng lỏng. Độc tính và mức độ phản ứng của các loại cyanua này phụ thuộc vào trạng thái tồn tại, điều kiện môi trường và con đường hấp thụ.

[1, 2] Chất thải chứa cyanua là một mối nguy hiểm tiềm ẩn đối với sức khỏe và là một vấn đề toàn cầu. Nó đến từ cả hai nguồn tự nhiên và nhân tạo và xuất hiện ở cả dạng cyanua vô cơ, cyanua hữu cơ hoặc nitrile (RCN). Nguồn gốc tự nhiên Cyanua thường được biết đến như một chất cực độc và được liệt vào danh sách những chất độc nhất trong các chất độc. Các hợp chất cyanua được phân bố rộng rãi và được sản xuất tự nhiên bởi nhiều sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm, thực vật và một số loại côn trùng.

[2] Cyanua tồn tại trên một số loại thực vật có tác dụng phòng thủ, giúp chúng chống lại sâu bệnh gây hại; được tiết ra bởi nấm và vi khuẩn như một hợp chất kháng khuẩn và được tổng hợp bởi côn trùng như một cách kiểm soát đối với các hành vi giao phối của chúng. [3-5] Trong một số loài thực vật (củ sắn, măng tươi, 3 hạt mơ…) có tồn tại glycoside cyanogenic như linamarin, lotaustralin và amygdalin. Cấu trúc của các glycoside cyanogenic này được miêu tả dưới Hình 1. Khi vào cơ thể glycoside cyanogenic bị enzyme -glucosidase thủy phân tạo thành axit cyanhydric (HCN), từ đó gây độc cho cơ thể.

Cấu trúc một số loại glycoside cyanogenic Bảng 0. Hàm lượng glycoside cyanogenic trong một số thực vật [7] Bộ phận chứa cyanogenic Cyanogenic Hàm lượng Loài thực vật glycosides glycosides cyanogenic (mg/kg) Táo Hạt Amygdalin 690 - 790 Khoai mì Lá Linamarin 200 - 1300 Quả mơ Hạt Amygdalin 400 - 4000 Đậu Lima Hạt Lotaustralin 2000 - 3000 4 Tuy nhiên, số lượng của các hợp chất cyanua có nguồn gốc tự nhiên không thể so sánh với số lượng được tạo ra bởi các quy trình công nghiệp. Hydro cyanua, natri cyanua và kali cyanua là các dạng cyanua có nhiều khả năng tồn tại trong môi trường do được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động công nghiệp như khai thác kim loại, khai thác vàng, sản xuất hóa chất hữu cơ,… Đặc biệt trong ngành công nghiệp luyện thép, cyanua là chất độc chính gây ô nhiễm môi trường. Hydro cyanua được tạo ra từ quá trình đốt cháy hoặc nhiệt phân một số vật liệu trong điều kiện thiếu oxy.

Do đó, cyanua có thể xuất phát từ khí thải của các phương tiện giao thông, khói thuốc lá và từ việc đốt rác thải. [8] Các hoạt động nông nghiệp cũng góp phần làm tăng nồng độ cyanua trong môi trường do việc sử dụng các thuốc diệt cỏ chứa nhóm nitrile như dichlobenil, ioxynil, bromoxynil và chlorothalonil với mục đích kiểm soát dịch hại của một số loại cây trồng. Ảnh hưởng của cyanua lên sức khỏe con người Cyanua là một chất độc cực mạnh và được hấp thu nhanh vào cơ thể. Cyanua có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua ba con đường chính: đường hô hấp, đường tiêu hóa và hấp thụ qua da.

Trong đó hình thức cyanua hấp thụ qua da chậm hơn so với các con đường tiếp xúc khác. [8] Khi hít phải một lượng lớn khí hydro cyanua, con người có thể rơi vào trạng thái hôn mê thậm chí là tử vong. Vì vậy, trong chiến tranh thế giới thứ hai, một số quốc gia đã sử dụng khí hydro cyanua như một vũ khí với chức năng tử hình tù nhân trong các phòng hơi ngạt. [10] Nồng độ gây tử vong trung bình cho con người được ước tính là 546 ppm khí hydro cyanua sau 10 phút tiếp xúc.

Các công trình nghiên cứu về việc ngộ độc cyanua có chủ đích hoặc vô tình ngộ độc ở người báo cáo rằng liều gây tử vong trung bình là 1.52 mg/kg cyanua. Bên cạnh đó, trong báo cáo cũng đề cập liều 4 gây tử vong thấp nhất khi cyanua xâm nhập qua đường miệng được ước tính là 0.56 mg/kg cyanua. [8] Khi ngộ độc cyanua, một trong những dấu hiệu đầu tiên xuất hiện là khó thở, sau đó là co giật, mất đi ý thức, thậm chí có thể gây tử vong. Tùy thuộc vào nồng độ và con đường cyanua hấp thụ vào cơ thể mà những triệu chứng này có thể xuất hiện nhanh hay chậm.

[11] Cyanua gây độc bằng cách ngăn chặn sự trao đổi chất của tế 5 bào vì chúng có khả năng liên kết với ion Fe2+ có trong nhóm heme của cytochrome oxidase. Khi liên kết được hình thành, nó sẽ ức chế lên quá trình hoạt hóa oxy trong chuỗi hô hấp của tế bào, khiến cho tế bào không lấy được oxy, từ đó gây cản trở quá trình hô hấp của cơ thể. Cơ chế gây độc của cyanua 1. Tình hình nghiên cứu Hiện nay có nhiều phương pháp phân tích dùng để phát hiện cyanua như phương pháp sắc ký [12, 13], phương pháp đo màu [14, 15], phân tích điện hóa [16, 17]…Tuy nhiên, các phương pháp này có nhược điểm là thời gian phân tích lâu, phức tạp, đòi hỏi nhiều kỹ năng khi phân tích, không thể thực hiện được ngoài hiện trường.

Vì vậy, việc tìm ra các phương pháp phân tích mới thuận tiện hơn là mục tiêu của nhiều nghiên cứu trên thế giới. Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra các hệ thống cảm biến hóa học để phát hiện cyanua nhờ vào liên kết hydro [18, 19], hiệu 6 ứng cộng hưởng huỳnh quang (FRET) [20-22], sự dịch chuyển electron cảm ứng quang (PET) [22, 23],… a. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Cảm biến nhận biết cyanua dựa vào liên kết hydro: Nhóm nghiên cứu của Saha đã tổng hợp được receptor A và B cho tín hiệu đặc trưng với natri cyanua thông qua sự thay đổi màu sắc. Những thay đổi về huỳnh quang và thay đổi về màu sắc có thể nhận biết qua mắt thường đã được xác minh bằng cách sử dụng dung dịch muối natri của các anion như F-, Cl-, Br-, I-, CN-, SCN-, CH3COO- , H2PO4-, P2O73-, HSO4-, NO3- và NO2-.

Đối với các anion cạnh tranh, nhóm nghiên cứu không quan sát thấy sự thay đổi về kết quả thu được trong quang phổ của chúng. Tuy nhiên khi có sự xuất hiện của CN- trong dung dịch chứa receptor, họ lại quan sát thấy những thay đổi về màu sắc và quang phổ huỳnh quang [19]. Cơ chế nhận biết cyanua của receptor A và B được mô tả qua Hình 1. Cơ chế nhận biết cyanua của receptor A và B Cảm biến nhận biết cyanua dựa vào cộng hưởng huỳnh quang (FRET): Goswami và cộng sự đã tổng hợp ra một cảm biến (NFH) có cấu trúc nhóm mang màu của naphthalene và fluorescein, đóng vai trò lần lượt là chất cho và nhận năng lượng.

Các nhà nghiên cứu nói rằng trên quang phổ phát xạ của naphthalene và quang phổ hấp thụ của fluorescein cho thấy có sự chồng chéo, từ đó dẫn đến xảy ra hiệu ứng cộng hưởng huỳnh quang từ naphthalene sang fluorescein. Khi cảm biến 7 NFH được kích thích ở bước sóng 371 nm, cảm biến thể hiện sự phát xạ yếu ở bước sóng 415 nm và 524 nm.