钍（Th）作为地壳中丰度最高的锕系元素，常伴生于稀土矿。在这些矿石的开采和加工过程中，钍会随废料和废水排放到环境中，造成环境放射性污染。传统仪器分析技术虽然具有高精度和灵敏度，但其样品前处理复杂且设备昂贵，不适合实时快速检测。因此，亟需开发快速、便携的钍检测新方法。

近日，西安交通大学核科学与技术学院林健教授团队构建了一类荧光颜色可调的镧系金属有机框架（Ln-MOFs）材料作为Th⁴⁺离子的荧光变色传感器，基于全新的溶解–重结晶检测机制，实现了Th⁴⁺离子实时可视化检测，并开发了与材料相匹配的便携式红绿蓝（RGB）三原色光电读取装置。

该研究团队通过调控镧系金属离子Eu³⁺和Tb³⁺的掺杂比例，成功实现了Eu_xTb_1-x-BDC-OH（x = 0.19、0.58、0.79和1）荧光颜色从绿色、黄色、橙色到红色的精细调节。上述Ln-MOFs对Th⁴⁺离子均表现出了荧光变色的特性，随着Th⁴⁺离子浓度的增加，荧光由镧系离子的发光逐渐转变为配体的蓝色荧光。其中，Eu-BDC-OH由于其更快速的荧光变色响应，对Th⁴⁺离子的检出灵敏度最高。

该研究团队发现作为比镧系金属离子更硬的Lewis酸的Th⁴⁺，能够促使Eu_xTb_1-x-BDC-OH的溶解并通过重结晶转变为UiO型的Th-MOF，从而实现了荧光颜色由金属发光到配体发光的转变。虽然MOFs的稳定性通常被视为实际应用的一个重要前提，但作者巧妙利用了MOFs的不稳定性，通过独特的溶解–重结晶机制实现了对Th⁴⁺的检测。

此外，作者设计的RGB光电读取装置可以直接将悬浮液中MOFs发光颜色转换为RGB值。采用logistic函数模型，成功建立了B/(R+G)比值与Th⁴⁺浓度的定量关系。该方法无需依赖专业、复杂的仪器能够在5 分钟内快速检测Th⁴⁺浓度，并且对Th⁴⁺离子识别有优异的选择性。

该工作基于软硬酸碱理论，创新性地提出了溶解–重结晶检测机制，为放射性核素的检测乃至分离提供了一种新思路。