刚买的猕猴桃很少是熟透的，想加速它的后熟过程，生活常识告诉我们可以把它跟香蕉放在一起，这样我们就可以在很短的时间内吃到熟透的猕猴桃了。香蕉加速其它水果后熟过程与它能够释放大量的乙烯（ethylene）有关，乙烯能够结合乙烯受体（ETR1），ETR1接着诱导与成熟相关的基因表达，增强果实中的一些酶的酶活，从而产生了表观的成熟现象。这就是果实的成熟机理。但如何检测水果的乙烯产量并预测水果后熟过程中可能遇到的品质管理问题并不那么容易。

一般检测乙烯含量的方法有气相色谱法、光声光谱法、基于电化学的方法，这些方法往往程序复杂且使用的仪器非常的昂贵，同时也做不到实时检测。麻省理工学院（MIT）的研究人员Esser等近日发现了一种简单、快速和廉价检测乙烯含量的方法，使用的材料（主要是碳纳米管）可以从市面上批量购买，简单组装以后就成了高效的检测仪器，并且非常的灵敏，可以检测到0.5到50ppm的乙烯含量。他们的研究论文“Selective Detection of Ethylene Gas Using Carbon Nanotube-based Devices: Utility in Determination of Fruit Ripeness”于日前发表在Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）上（IF= 12.730）。

这篇文章的灵感用作者的话是受到“大自然的启发”（inspired by nature），那么这是一种怎样的启发呢？原来ETR1的辅因子铜（Cu）在其功能行使中发挥着重要的作用，Cu的配体可以与乙烯分子紧密结合。作者在单壁碳纳米管（SWNT）负载了一种含氟的吡唑类配体复合物1（关键元素是Cu），当有乙烯存在时，复合体1与乙烯结合形成复合体2，复合体2比较稳定，易与单壁碳纳米管解离。这种吸附—解离的过程形成了电压和电流的变化，从而可以计算出乙烯含量的多少。

这种装置的特异性如何呢？作者继续测试了其它同样会在成熟的过程中产生的化合物如乙醇（ethanol）、乙醛（acetaldehyde）和水等与复合体1的结合情况，相比于纯的单壁碳纳米管，复合体1与乙烯结合特异性最高，且检测的灵敏度最高。50ppm的乙烯优于75、100和200ppm的其它化合物。我们知道纳米材料特殊的功能与其较大的比表面积（SSA）有关，比表面积越大，纳米材料往往越活跃。单臂碳纳米管根据纯度与合成的方法，比表面积间于几十到几百m²/g，比表面积大的说明性能优良。作者通过负载聚苯乙烯颗粒的方法增大了复合体1的比表面积，从而增大了复合体1的活性，相比于负载之前的复合物1提高了1.3到2.2倍，改良后的检测系统朝向商业化迈出了坚实的一步。

通篇的研究思路是很明确的，作者阐述的很详尽，不仅是一项很好的基础研究，也是不错的应用研究，最重要的还比较有趣，这点很难得。MIT具有把基础研究商业化的传统，从这篇文章就可见一斑了。图书馆有订阅《麻省理工<科技创业>》这本杂志，办的也是不错的，杂志定位的很明确，专门报道那些最有可能商业化、带来经济效益的研究和发明。而作为与JACS齐名的《德国应用化学》对文章的要求更注重新意，工作量可以很少，试验也可以很“简单”，但一定要是“有用”的研究。MIT的工作发在Angewandte Chemie，算的上科研中的“门当户对”了。

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