基于聚合物薄膜的传感器、分离（包括萃取）的性能取决于溶质传输速率和选择性。膜的化学成分、状态（例如结晶态、玻璃态、橡胶态）及其自由体积分数对于定义性能属性都很重要。传感器中薄膜的其他重要特性包括环境稳定性、化学惰性和生物相容性、热稳定性和光学透明度。出于基于分子识别的选择性运输/提取的长期目标，我们重点关注 Teflon AF 2400 等氟介质。我们提出了一种新方法来创建纳米复合材料 Teflon AF 2400 薄膜，其中聚合物处于不同状态，以促进液相传输中的渗透和氟选择性。由碳氟化合物聚合物 Teflon AF 2400（Tg ∼ 240℃）、氟烷基硅烷改性固体、低多分散性二氧化硅纳米颗粒（FNPs：直径 116 nm）的稳定悬浮液，以及增塑剂（全氟三戊胺，FC-70）或不增塑剂浇铸而成的薄膜在宏观上是均匀的。当与溶液接触时，具有玻璃态聚合物的纳米复合材料薄膜会吸收大量的溶剂 CHCl3。因此，薄膜对 CHCl3 溶液中的溶质（甲苯和八氟甲苯）具有很强的渗透性，而对氟化溶质的选择性较差。增塑 Teflon AF 纳米复合薄膜表现出极低的溶剂吸附性、改进的碳氟化合物/碳氢化合物选择性以及出色的传输速率。这是一个前所未有的例子，展示了增塑剂在制造具有不同化学和阻隔性能的聚合物纳米复合材料方面的作用。纳米复合材料中聚合物的状态决定了化学特性。化学特性决定了传输行为。在所有情况下，薄膜的尺寸和热稳定性都非常稳定，使其成为分离和传感器应用的理想材料。（富临塑胶供应Teflon AF 2400管材、薄膜、粉末、溶液）

　　碳氟化合物的“氟性质”是指它们的宏观相行为。当与水和有机溶剂接触时，它们（除了少数例外，取决于温度）作为第三相存在。这种行为已经根据实验和理论用分子术语得到了解释。与碳氢化合物类似物相比，碳氟化合物更坚硬，具有更大的横截面积，并且它们的堆积密度较低，并且每个分子接触面积显示出更小的范德华相互作用能。具有含氟碳改性的表面可以被描述为“氟”，例如，与水表现出高接触角。所谓的“亲氟”溶质，全部或部分是碳氟化合物，将吸附到含氟表面并优先从有机物分配到含氟溶剂中。这些特性带来了广泛的应用，包括用于合成和纯化的氟标记策略、用于定向细胞生长的新型生物材料和血管移植物。氟材料还在分析化学中找到了应用。Teflon AF 2400 是一种含氟聚合物，是许多微流体和传感含氟策略中的关键元素。它是四氟乙烯（TFE）和2,2-双三氟甲基-4,5-二氟-1,3-间二氧杂环戊烯（PDD）的共聚物。Teflon AF 2400（1.29，水：1.33）的高透明度和低折射率使光波导特别适用于气体传感器。Teflon AF 2400 具有所有已知固体聚合物中最低的介电常数 (1.90)，允许通过微流体和微反应器的电润湿来操纵表面上的微量液体。作为一种尺寸稳定的含氟材料，这种具有较差溶解能力的基质最大限度地减少了干扰物质的非特异性萃取，并且似乎是分离和传感应用的理想基质。在不良溶剂环境中引入与靶标互补的受体将有助于提高检测的灵敏度和特异性。例如，掺杂有重氟标签离子载体的 Teflon AF 2400 在离子传感中表现出高电位选择性。虽然受体对于选择性至关重要，但最终运输介质的选择性在很大程度上取决于受体所在的基质。Teflon AF 2400 是少数几种涂层材料之一，经过适当定制后，可为选择性化学分离和传感器（例如固相微萃取）提供广泛的潜力。然而，尽管具有全氟化成分，我们和其他人已经证明，Teflon AF 2400 薄膜并不像其成分想象的那样含氟。这可能有利也可能不利，具体取决于应用。Teflon AF 2400 也很昂贵。因此，我们假设由纳米颗粒和 Teflon AF 组成的材料可以提供对材料性能的更多控制，同时比纯聚合物薄膜含有更少的聚合物。

　　我们开发了一种由多达四种成分组成的系统：聚合物（Teflon AF 2400）、纳米颗粒（用氟烷基硅烷单层改性的固体二氧化硅）、增塑剂（全氟三戊胺）和浇铸溶剂，它们都具有非常低且相似的内聚能量密度。所得的稳定悬浮液允许通过缓慢的溶剂蒸发来浇铸薄膜，从而可重复地产生含有纳米颗粒和增塑剂的聚合物薄膜。聚合物的状态，无论是玻璃态还是塑化态，都会直接转化为截然不同的分子传输特性。我们不知道有哪些工作将纳米复合材料的成分（增塑剂）的控制与其对分子运输的影响联系起来。只有少数研究在聚合物纳米粒子复合材料中加入增塑剂，主要是为了提高锂电池电解质材料应用中的电导率。在这项工作中，我们展示了创建对溶质具有很强渗透性而对亲氟化合物选择性很小的薄膜，或仍然具有相当渗透性但对亲氟化合物具有非常高选择性的薄膜的合理基础。

　　Teflon AF 2400 购自东莞市富临塑胶原料有限公司。HFE-7100（甲氧基壬基氟异丁烷和甲氧基壬基氟丁烷的混合物）、PF-5080（主要由含 8 个碳原子的化合物组成的全氟化合物混合物）和 Fluorinert FC-70（全氟三戊胺，bp 215℃）。1H,1H,2H,2H全氟辛基三乙氧基硅烷、三乙氧基（辛基）硅烷以及迁移实验中使用的探针溶质甲苯（TOL）和八氟甲苯（OFT）。氢氧化铵（28.0-30.0%）。乙醇、异丙醇和氯仿，按收到的原样使用。水用 Milli-Q Synthesis A10 系统净化。

　　在室温下，将二氧化硅纳米颗粒（IPA-ST-ZL，10 mL）的胶体悬浮液添加到剧烈搅拌的异丙醇（25 mL）和HFE-7100（25 mL）溶液中。然后，加入1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(2.0g，1.5mL)，并将所得混合物搅拌直至获得均匀悬浮液。在搅拌下在 10 分钟内滴加氢氧化铵（28.0−30.0%，10 mL）的异丙醇（25 mL）溶液。最后将混合物在70~80℃回流三天。将修饰后的纳米粒子在6000rpm下离心30分钟，然后重悬于乙醇/HFE-7100(30mL/15mL)中三个循环以去除过量的硅烷试剂。有机硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒是在与上述氟代烷基硅烷改性相同的条件下获得的，仅具有一处不同。在反应和洗涤过程中，不使用乙醇/HFE-7100混合物，而是使用纯乙醇作为溶剂。

　　元素分析（C、H、F%）由Atlantic Microlab进行。使用Shimadzu DSC-60差示扫描量热计进行差示扫描量热法(DSC)分析。测量前将样品（未改性和改性二氧化硅纳米颗粒）冷冻干燥 17 小时。每次测量的实验程序包括两个循环。每个循环包含四个步骤：30℃稳定5min，以5℃/min升温至380℃，380℃稳定5min，以5℃/min降温至30℃。用于透射电子显微镜 (TEM) 测量的纳米粒子样品是通过在碳包覆的铜网格上添加一滴稀释的纳米粒子悬浮液（在乙醇中）来制备的。使用 Philips Mogagni 268 TEM 进行测量。通过水接触角测量来表征改性和未改性二氧化硅纳米颗粒的疏水性。将纳米粒子 (5 mg/mL) 的乙醇胶体悬浮液滴在乙醇清洁的显微镜载玻片上。使溶液展开并干燥以形成纳米颗粒薄层。使用 VCA 2000 视频接触角系统测量纳米粒子覆盖的载玻片上的水接触角。

　　Teflon AF 复合薄膜的制备和表征。为了制备 FNP 掺杂的 Teflon AF 2400 薄膜，将纳米颗粒按所需比例添加到 Teflon AF 2400 在 HFE-7100/PF5080（体积比 = 2:1）中的 10 mg/mL 溶液中。超声处理可在 Teflon AF 2400 溶液中形成均匀且稳定的 FNP 悬浮液。将悬浮液转移到内径为 6.0 厘米的光学平底玻璃培养皿中。盘子上盖着一张称重纸和一个玻璃盖。室温下缓慢蒸发溶剂，直至膜达到恒重（约四天）。向培养皿中加入2mL乙醇后，用镊子轻松剥离膜。在运输实验之前，将 FNP 掺杂的 Teflon AF 2400 薄膜在纯氯仿中平衡（在 20.0 ± 1.0℃ 下以 200 rpm 搅拌）48 小时。

　　为了制备含有 FNP 和 FC70 的 Teflon AF 2400 薄膜（薄膜的典型重量≈ 200 毫克），按所需比例引入纳米粒子、FC70 和 Teflon AF 2400，并在 HFE-7100/PF5080 （体积比 = 2:1；总体积：5 毫升）中超声，以形成均匀的悬浮液。三组分薄膜的制备条件与上述相同，但有一点不同。在加入 3 mL FC-70 饱和 EtOH/10% H2O 后，用手术刀将薄膜剥离。这些薄膜被储存在一个带有 FC-70 饱和气氛的有盖容器中，然后在进行传输实验前在含有一定浓度 FC-70 的氯仿中进行平衡，以确保 FC-70 在源相、聚合物相和接收相中具有相同的化学势。

　　采用静压称重法测定薄膜密度（ρ）。为了研究薄膜形态和均匀性，使用飞利浦 XL-30 场发射扫描电子显微镜 (SEM)捕获复合 Teflon AF 2400 薄膜的横截面图像。 用于 SEM 研究的薄膜在液氮中破裂并溅射镀钯以增强表面电导率。 使用 Q800 DMA进行动态力学分析。所有薄膜在 20℃ 时的储能模量均在 1 Hz 的正弦应变变形（0.3% 应变幅度）下测量。

　　在三组分薄膜 (Teflon AF/FNP/FC-70) 和夹具之间使用薄 Teflon AF 垫圈，以防止薄膜受到机械损坏。三组分薄膜（Teflon AF/FNP/FC-70）在低温下表现出更高的刚度。因此，在1 Hz的正弦应变变形（0.1%应变幅）下，以3℃/min的速率从-50℃扫描到300℃，测量三组分薄膜的玻璃化转变温度，以确保薄膜的完整性。

　　完整的详细信息位于支持信息中。简而言之，氯仿的红外吸光度在氯仿蒸气连续通过的流通池中测定（正丁醇洗涤器防止当地大气的严重污染）。流通池是空的用于空白测量，并包含用于实验的薄膜。记录平衡吸光度。由于存在峰移（空白与实验），因此使用峰面积进行校准。

　　完整详细信息位于支持信息中。简而言之，所有实验均在20.0±1.0℃下进行。将薄膜安装在石英比色皿之间，石英比色皿的一面上有孔，形成孔径。将测试薄膜（通常是单个~20 μm 厚的薄膜或几个厚度为 77~235 μm 的堆叠）放置在比色皿之间。两个比色皿以相同的速率充分搅拌。将溶质引入一对比色皿中的一个，并随着时间的推移观察另一个比色皿中的光学吸光度。通量是根据接收比色皿中每次摩尔的变化和孔径定义的面积来计算的。渗透率计算为通量除以稳态浓度梯度：源比色皿和接收比色皿浓度之差除以膜厚度。

　　完整详细信息位于支持信息中。简而言之，根据扩散系数 D 的预期值，堆叠几个 20~40 μm 厚的单层薄膜以形成更厚的薄膜。重复上一段中描述的实验。根据边界条件下板中一维时间相关扩散方程，使用时间相关的接收比色皿浓度来计算 D。（富临塑胶供应Teflon AF 2400管材、薄膜、粉末、溶液）

　　根据元素分析，氟部分的表面覆盖率为(3.2±0.1)μmol/m2(n=3)，大约是表面硅烷醇浓度[(8±1)μmol/m2]的40%。该表面覆盖率与 (1H,1H,2H,2H全氟癸基)二甲基氯硅烷改性二氧化硅 (3.45 μmol/m²) 相当。表面上的水滴与这些颗粒的接触角为 154.6 ± 0.6°（图 1）。 我们还在相同的条件下，除了溶剂（ONP）之外，用三乙氧基（辛基）硅烷对二氧化硅纳米颗粒进行了改性。 元素分析显示，我们获得的表面覆盖率为 4.76 μmol/m²。 ONP 表面的水接触角为 129.6 ± 1.0°。

　　图 1. (A) 显微镜载玻片上未改性二氧化硅纳米颗粒的水接触角； (B) 显微镜载玻片上氟烷基硅烷改性二氧化硅纳米粒子的水接触角。

　　利用 TEM 技术进一步表征了未修饰和修饰的二氧化硅纳米颗粒（图 2）。用 Simple PCI 6 测定的未改性（计数：nA = 1056）、氟烷基硅烷改性（nB = 845）和辛基硅烷改性（nC = 1183）二氧化硅纳米粒子的平均直径（di，i = A、B 或 C）分别为（114.69 ± 0.21）nm、（115.90 ± 0.24）nm 和（116.10 ± 0.20）nm。统计分析显示，dA 和 dB/dC 之间的差异显著（pA,B = 1.13 × 10^(-4)；pA,C = 8.22 × 10^(-7)），而 dB 和 dC 之间的差异不显著（pB,C = 0.525）。有趣的是，未改性和氟烷基硅烷改性二氧化硅纳米颗粒之间的直径差异（∼12 Å）接近于通过羟基化氧化物表面化学气相表面改性确定的倾斜氟硅烷单层厚度值（6.0 Å）的两倍。这表明改性二氧化硅纳米粒子表面上的单层覆盖。

　　图 2. 二氧化硅纳米颗粒的 TEM 显微照片： (A) 未修饰；(B) 氟烷基硅烷修饰；(C) 辛基硅烷修饰（比例尺 = 500nm）。图像分析软件（Simple PCI 6）会手动识别明显重叠的颗粒，将其排除在分析之外。

　　未改性、O- 和 FNP 的热性能通过 DSC 测定（图 3）。脱水产生宽吸热峰，起始温度为 30 °C。ONPs 显示出单一放热峰，起始温度为 231℃，来自修饰的分解。25 FNPs 显示出更复杂的热行为。与其他两种材料相比，脱水过程减弱。因此，这些颗粒上几乎不存在弱结合水。273−278℃ 处的急剧吸热相变可归因于碳氟化合物部分的链熔化转变。烃连接基的分解在 318℃ 开始。紧接着连接体降解产生的放热转变，氟碳残留物（在低于 500℃ 的温度下热稳定）的蒸发引起吸热转变。FNP 的降解温度高于 Teflon AF 2400 的玻璃化转变温度 (Tg) (240℃)。 因此，Teflon AF 2400 和 FNP 的复合薄膜在低于 Teflon AF 2400 的 Tg 时将具有较高的热稳定性。 总体而言，二氧化硅纳米粒子的氟改性是令人满意的。

　　图 3. 未改性（黑线）、辛基硅烷改性（蓝线）和氟烷基硅烷改性（洋红色线）二氧化硅纳米颗粒的 DSC 曲线。 实线表示第一加热循环，虚线表示第二加热循环。

　　值得注意的是，在撰写本文时，HFE-7100 中的无稳定剂 FNP 悬浮液已稳定运行 2 年多。含有 Teflon AF 2400 的 FNP 悬浮液中的溶剂缓慢蒸发，形成含有 FNP 的均匀 Teflon 薄膜。含有玻璃状 Teflon AF 2400 和 FNP 以及增塑 Teflon AF 2400（通过 FC-70）和 FNP 的纳米复合材料薄膜的横截面（在液氮中断裂）显示出良好的均匀性（参见支持信息）。值得指出的是，含有 15 wt% ONP 的 Teflon AF 2400 薄膜在成膜过程中表现出相分离（参见支持信息）。值得注意的是，尽管薄膜仅含有 10−25 wt% Teflon AF 2400，但含有增塑 Teflon AF 2400 和 FNP 的复合薄膜却表现出良好的薄膜完整性。

　　接下来，我们将进行一项系统研究，展示不同状态（玻璃态和塑化态）的 Teflon AF 2400 如何导致这些纳米复合薄膜的化学性质发生显着变化。作为指导，我们在表 1 中总结了结果。

　　表 1. 复合 Teflon AF 薄膜在 20.0±1.0℃ 下的物理、机械、化学和传输性能总结

　　当填料为固体并且被聚合物基体润湿时，含填料的聚合物复合材料中的气体吸附发生在聚合物基体中。为了清楚起见，我们将此处描述的纳米复合材料的非二氧化硅部分称为“软基质”，其中包括 Teflon AF 和氟改性层（FNP 中的重量百分比为 2.2%）。 我们假设，无论 FNP 重量百分比如何，软基质中的氯仿吸附（g/100 g 软基质）将与纯 Teflon AF 薄膜中的吸附相同。 如表1所示，实验结果与预期不符。 FNP 在浓度超过 30 wt% 时显着增加氯仿吸附。

　　我们之前发现薄膜对气相的高氯仿吸附是衡量薄膜与非氟溶质相容性的一个很好的指标。CHCl3 振动也具有适度的溶剂化变色性，这有助于我们了解其化学环境。在之前的工作中，我们通过添加相容的增塑剂 FC-70 来提高纯 Teflon AF 薄膜（无 NP）的亲氟性，FC-70 的分子体积与大自由体积元素的数量一致。 通过氯仿吸附数据可以清楚地诊断出亲氟性的改善。

　　表 1 所示的 Teflon/FNP 复合材料中氯仿吸附的结果表明，与具有 0−30 wt% FNPs 的薄膜相比，具有超过 30 wt% FNPs 的薄膜的亲氟性可能显着降低。我们将从下面对溶质的渗透性的选择性推断出亲氟性。

　　图 4 显示了甲苯 (TOL) 和八氟甲苯 (OFT) 通过 FNP 掺杂的 Teflon AF 2400 薄膜的渗透系数的对数。两种探针溶质相对于 FNP 的重量百分比显示出相似的趋势。当FNP含量大于30wt%时，随着纳米粒子含量的增加，观察到P的显着增加。例如，八氟甲苯通过 70 wt % 掺杂 FNP 的Teflon AF 2400 薄膜的渗透率是通过纯Teflon AF 薄膜的 3.9 倍，而其对应碳氢化合物（甲苯）通过 70 wt % 掺杂 FNP 的薄膜的渗透率是通过纯特氟龙 AF 薄膜的 6.1 倍。

　　如图 5 所示，当 FNP 含量大于 30 wt% 时，传输选择性会下降。OFT/TOL 对通过 70 wt% FNP 掺杂的 Teflon AF 2400 薄膜的选择性是纯 Teflon AF 薄膜的 64%。这些数据与氯仿吸附数据一致。这一一致性强化了使用快速、简单的氯仿吸附方法作为估计 Teflon AF 材料亲氟性的通用工具的理由。这种类型的 Teflon AF/FNP 复合材料将有利于涂层的渗透性而非氟选择性是关键性能之一的应用。

　　纳米复合材料系统的传输选择性是否可以提高？受我们之前对 Teflon AF 2400/FC-70 复合薄膜研究的启发，我们假设通过使用 FC-70 增塑 Teflon AF 作为纳米复合薄膜中的软材料，可以实现纳米复合 Teflon AF 薄膜的高传输选择性。如图 4S（支持信息）所示，这些复合薄膜尺寸稳定且均匀。与玻璃状 Teflon AF 复合薄膜相比，它们表现出非常不同的行为。

　　在保持 FNP 量不变（70 wt%）的情况下，用液体 FC-70 替代聚合物 Teflon AF 会导致储能模量下降（表 1）。在存在 FNP 的情况下，即使 FC-70 与 Teflon 的比例达到 2:1，所有三种组分的薄膜都表现出令人满意的机械强度，这对于没有 FNP 的尺寸稳定的 Teflon AF/FC-70 薄膜来说不是一个现实的组合物。表1，所有三组分薄膜根据tanδ显示出三个转变：低温下两个新转变的出现证实了FC-70的塑化效果。这与我们之前研究的 FC-70 掺杂 Teflon AF 2400 薄膜（参见支持信息）以及 Lugert 和同事观察到的增塑 Teflon AF 系统一致。260℃附近的转变对应于FC-70（沸点215℃）沸腾时Teflon AF 的玻璃态转变。

　　用 FC-70 (FNP 70 wt%) 替代 Teflon AF 也会导致软基质中氯仿吸附量显着降低（表 1）。氯仿吸附量从 30 wt% Teflon AF、0 wt% FC-70、70 wt% FNP 中的 11.8 wt% 降至 10 wt% Teflon AF、20 wt% FC-70、70 wt% FNP 中的 1.5 wt%。事实上，含有20wt％FC-70的三组分膜中氯仿的吸附量远低于氯仿在纯FC-70液体中的溶解度(4％)。这是一个明显的例子，其中纳米颗粒和增塑聚合物的化学相容性，即使在分子间相互作用较弱（每单位体积）的全氟系统中，也能产生任何单独的组分所不具备的性能。 因此，三组分薄膜中的软基质本质上是高氟的，而机械强度是通过聚合物链的缠结和 FNP 的低迁移率来保证的。

　　由于 FC70 含量超过 25 wt%（聚四氟乙烯 AF 含量为 75 wt%）的薄膜缺乏结构完整性，我们没有在广泛的成分范围内进行氯仿吸附测量。在目前的工作中，软基质中特氟龙 AF/FC-70 的成分范围为（重量百分比）100%/0% 至 33%/67%（含 70% FNPs 的成分范围为 30%/0% 至 10%/20% ）。尽管如此，我们可以将当前的软基质与不含纳米粒子的薄膜（83% Teflon AF/17% FC70）进行比较。在不含 FNP 的薄膜中，氯仿的吸附率为 4−4.5%，在含有 70% FNP 的薄膜的软基质中，氯仿的吸附率为 6.8%。进一步增加 FC-70 含量对不含 FNP 的薄膜影响不大，但对 70 wt% FNP 薄膜影响显着。

　　探针溶质（TOL、OFT）的渗透率如图 6A 所示。在三组分薄膜中，用 FC-70 替换剩余 Teflon AF 的六分之一会导致渗透率下降。FC-70 进一步替代 Teflon，可产生更高的渗透性。我们观察到，与纯薄膜相比，含有 70 wt% FNP、20 wt% FC70 和仅 10% Teflon AF 2400 的三组分薄膜的八氟甲苯渗透性增加了 1.7 倍。与纯 Teflon AF 薄膜或双组分薄膜相比，三组分薄膜均具有明显更高的氟选择性。

　　图 6：（A）甲苯（TOL，●：单层薄膜；○：叠层薄膜中的厚膜）和八氟甲苯（OFT，■：单层薄膜；□：叠层薄膜中的厚膜）在 20. 0 ± 1.0℃；（B）在 20.0 ± 1.0℃时，OFT 相对于 TOL 通过复合聚四氟乙烯 AF 2400 薄膜的传输选择性。实心方框代表单层薄膜的传输数据，空心方框代表叠层薄膜的数据。

　　为了了解三组分薄膜选择性的起源，我们确定了扩散系数和分配系数。我们注意到（图 7），三组分薄膜和纯 Teflon AF 薄膜的扩散系数比率相似。因此，选择性扩散并不是我们系统中传输选择性变化的主要贡献者。

　　相比之下（图8），TOL 和OFT 的CHCl3/软矩阵分配系数均随着FC-70 比例的增加而降低，但OFT 分配系数降低较少。在含有 5 wt% FC-70 的三组分薄膜中，OFT 对 TOL 的分配选择性为 17，与具有相同 FC-70/Teflon AF 质量比的散装 Teflon AF/FC-70 体系中的值相似。随着 FC-70 含量的增加，从氯仿到纯 FC-70 的分配系数逐渐接近其值。三组分薄膜在分配过程中就像支撑液膜一样，与纯 Teflon AF 薄膜相比，传输选择性显着提高（表 1，图 6B）。10 wt% Teflon AF 2400/70 wt% FNP/20 wt% FC-70 薄膜的 OFT/TOL 渗透率比为 17.3，是纯 Teflon AF 2400 薄膜的 3.1 倍。鉴于热稳定性和尺寸稳定性以及氟液体性质，增塑的Teflon AF纳米复合材料与分子受体结合后可能成为固相微萃取涂层的理想材料。

　　我们的目标是创建一个化学惰性、尺寸稳定且环境稳定的平台，可以在其中放置选择性受体以进行传感和分离。为了通过氟选择性调整材料特性以实现高渗透性，我们启动了一项创建 Teflon AF 纳米复合材料薄膜的研究。玻璃态 Teflon AF 和增塑 Teflon AF 纳米复合材料与 FNP 表现出不同的化学性质。前者的双组分 Teflon AF/FNP 薄膜具有很强的氯仿吸附性，因此具有高渗透性，但与氢化类似物相比，氟化化合物的传输选择性较低。这些薄膜具有热稳定性、相对不活泼且具有相当的疏水性。这种材料适用于要求膜材料具有中等选择性但具有高渗透性以实现快速响应的气体传感器。薄膜的坚固特性表明它们可用于高温环境等传感器。 适用于高温的传感器不能使用精密的化学物质，但存在多种选择，从令人愉悦的简单压力传感器到离子液体。这些薄膜可以制成厚的或薄的。 这样可以控制脉冲样本的瞬态传感器响应的形状，并产生分析优势。薄膜的非极性非常适合用作电极和微流体设备的涂层，允许非极性中性气体（如 NO）快速渗透，但抑制电化学过程中极性干扰物（如 NH3 和 NH4+）的萃取。对于在化学反应中以控制良好的方式引入爆炸性/有毒气体的流动反应器来说，坚固性和惰性也很重要。

　　三组分薄膜非常出色。以低迁移率 FNP 作为骨架，由 FC-70 增塑的 Teflon AF 2400 制成的机械强度高的纳米复合薄膜表现出低氯仿吸附性。事实上，如上所述，氯仿吸附量远低于单独使用 Teflon AF 或 FC-70 时的吸附量。这些薄膜在不牺牲渗透率的情况下表现出前所未有的高 OFT/TOL 传输选择性。根据早期的工作，我们知道单组分 Teflon AF 2400 薄膜对非极性芳香烃的渗透性随着烃分子量的增加而降低。当添加极性官能团（例如硝基苯、苯甲酸）时，渗透率进一步降低，但随着用 F− 代替 H−，渗透率增加。然而，在单组分薄膜中，含氟化合物相对于含氢化合物的传输选择性不如相同溶质从 CHCl3 到 FC-70 的分配选择性高。这里描述的三组分薄膜具有非常好的分配选择性，仅比 CHCl3 到 FC-70 差约 2 倍（图 8），并且扩散系数比单组分薄膜高。 因此，三组分膜非常适合选择性传输含氟物质或与嵌入的分子受体互补的分析物。