她叫盛兰，是吉林大学的一名青年学者。自 2015 年在该校获得博士学位之后，便开始留校任教，担任化学学院副教授一职。
在东北这片土地，她已经耕耘了 13 年。期间，在智能响应变色染料与材料的研发上，已经积累不少经验。
2020 年，盛兰入选吉林大学“唐敖庆学者”青年学者。为了响应国家人才发展战略，自 2020 年起吉林大学实施以匡亚明和唐敖庆老校长命名的“匡亚明/唐敖庆学者”人才岗位聘任项目。
该项目注重定量评价和定性评价相结合，坚决破除“五唯”，需通过校内外同行专家评审，既要评价学术成果的价值影响，又要评价教学和人才培养方面的贡献。
盛兰说：“入选‘唐敖庆学者’青年学者岗位，学校会从薪资和博士招生上给予一定的支持，对于我们青年教师来说一种极大的鼓舞与激励，能让我们更加安心地投入到科研之中。”
而在前不久，她和团队研发出一款超低湿度敏感纸，首次实现了对 ppm（parts per million，百万分比浓度）级湿度（0.01 -100ppm）的裸眼可视化检测。
盛兰表示：“本研究打破了超低湿度的检测长期以来仅能依靠昂贵半导体电子传感器这一现状，为超低湿度的检测提供了一种高效、便捷、经济的新策略，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。”
提到湿度检测大家并不陌生，对于日常湿度检测的研究和产品比如指针或电子的湿度计，人们了解得相对较多。
但是，对于超低湿度（<100ppm）的检测/监测往往被忽略。事实上，超低湿度环境无论对于科研（比如“无水无氧”反应、“无水无氧”操作仓），还是对高新制造业（如芯片封装、锂离子电池、电力传输等），甚至是航空探测（以是否有水源判断是否有生命体）都十分重要。
然而，现有的湿度响应材料对水的响应行为，绝大部分都是体相（如半导体材料、光子晶体等）或聚集态层面的，这使得其响应阈值和可调性相对受限，故更适用于日常所需的相对较高湿度的检测。
而超低湿度对阈值有更低的要求，这意味着对湿度响应材料提出了更高的要求，这也是当前超低湿度电子传感器价格昂贵的主要原因之一。
另外，它使用时需要复杂的再生循环系统以及外部电源驱动，这极大地限制了它们的应用场合。
针对上述问题，盛兰和团队从生命系统中酶的结构与工作机制获取灵感，提出了一种“类酶”的仿生构筑策略，通过围绕分子水平的水敏变色成分，并在其周围构筑多级立体多方位空间固定的微环境来活化分子的湿度敏感性。
所选用的分子水平的水敏变色成分是基于分子异构化的水致变色分子开关。
水致变色分子开关是指在水的刺激下能发生关环态到开环态逐渐并完全转换，并伴随着明显颜色变化的一类“新兴”分子开关，此前由该课题组率先提出与报道 [1]。
而多羟基的微环境利于活化其水致开关环。为了验证“类酶”仿生构筑策略的有效性，课题组通过化学接枝和自下而上的自组装，将硝基噁唑啉水致变色分子开关单元，均匀地锚定在纤维素空间固定的、多级次的多羟基微环境中。
这款超低湿度敏感纸的优点非常明显，制备简单、成本低廉、无需额外连接电气设备，易于携带和使用，为需要超低环境湿度检测的用户提供了更加经济、环保、便携的选择。
图 | 相关论文（来源：Advanced Materials）
据介绍，尽管在水致变色分子开关设计、合成及材料制备方面，研究团队拥有丰富的经验 [2]。
但是，由于目前关于超低湿度的研究及报道还非常稀少，可选的超低湿度测试场所或模拟环境非常有限，在常规环境下高湿度会给材料性质的测试带来干扰，此外固相材料的工作机制也相对复杂。
因此，每一步对于他们来说都颇具挑战，尤其是对于材料超低湿度响应性质的测试。
一方面，由于超低湿度响应材料的响应阈值远远低于日常空气湿度，它非常容易受到空气中水分的影响，对测试要求比较高；另一方面实验测试所需的超低湿度环境也比较难以构筑，需要反复试错、不断优化，借此积攒经验以完成材料制备和数据采集。
实验初期，为了借用不同水含量的手套箱，卫小燕经常奔走于不同的实验楼，还得等到晚上没人用手套箱时再去实验。
研究后期，考虑到借用的手套箱里面一般都存放了较多的药品，为了排除药品挥发可能带来的影响，卫小燕通过不断的调研、以及与专业手套箱工程师的反复沟通，获得了威格手套箱销售商的支持与帮助。
“这里，非常感谢威格科技（苏州）有限公司的大力支持与帮助。最
终，在卫小燕的来回奔波下，终于完成了相关数据的采集工作。”盛兰表示。
据介绍，手套箱水含量的测试实验非常必要和重要，它验证了此超低湿度敏感纸的实用可行性。
“再次感谢我的学生卫小燕，感谢她的信任和坚持。这里面大部分工作是她在硕士期间完成的，目前她在我的指导下，正在攻读博士研究生。”盛兰说。
在应用前景上，当处于超低湿度时，有些场所需要严格控制湿度，这时即可使用“类酶”仿生策略构筑的超低湿度水敏纸（UHSP）进行检测。
“目前我们想到的两个应用模式和场合是：1. 它能以便携式 ppm 湿度检测盒的形式服务于科研实验室，如对手套箱内的实时湿度进行校正或评估，对无水无氧反应条件做出指示或评估等；2. 以超低湿度监测报警器的形式，应用于芯片封装或锂离子电池等高新制造业生产车间。”盛兰表示。
同时，其也非常期待能跟感兴趣的企业携手合作，推进这项成果走向实际应用。
目前，该研究还主要处于实验室结果阶段，但与现有的超低湿度检测手段（特殊的电子湿度传感器和露点仪）相比，其展现的优势（尤其是在便携性和价格方面）还是非常明显。
因此，他们正在根据实用需求，不断地完善相关材料或产品，希望该项研究能早日走出实验室，服务于高新制造、科研、航空等领域。
1.Sheng, L., Li, M., Zhu, S., Li, H., Xi, G., Li, Y. G., Wang, Y., Li, Q., Liang, S., Zhong, K., Zhang, S. X.-A. Nat. Commun. 2014, 5, 3044.
2.Xi, G., Sheng, L., Zhang, I., Du, J., Zhang, T., Chen, Q., Li, G., Zhang, Y., Song, Y., Li, J., Zhang, Y.-M., Zhang, S. X.-A. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 38032-38041; Xi, G., Sheng, L., Du, J., Zhang, J., Li, M., Wang, H., Ma, Y., Zhang, S. X.-A. Nat. Commun. 2018, 9, 5099; Qin, T., Sheng, L., Zhang, S. X.-A. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 40838-40843; Qin, T., Han, J., Geng,Y., Ju, L., Sheng, L., Zhang, S. X.-A. Chem. Eur. J., 2018, 24, 12539-12545; Ju, L., Gao, W., Zhang, J., Qin, T., Du, Z., Sheng, L., Zhang, S. X.-A. J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 2806-2811.
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