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發(fā)布時間:2021-03-09 09:55:40

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制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù)

制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù)

  • 分類:行業(yè)新聞
  • 作者:
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  • 發(fā)布時間:2022-09-22 15:40
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【概要描述】制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù) 大多數(shù)基于碳納米管(CNTS)的轉(zhuǎn)換器是場效應(yīng)晶體管(fet),因為盡管碳納米管堅固且惰性,但它們的電性能對各種分子上的電荷轉(zhuǎn)移和化學(xué)摻雜的影響極為敏感。碳納米管的功能化對于使其選擇性靶向分析物非常重要——不同類型的轉(zhuǎn)換器基于功能化碳納米管和目標(biāo)分析物之間的分子識別相互作用。

制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù)

【概要描述】制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù)
大多數(shù)基于碳納米管(CNTS)的轉(zhuǎn)換器是場效應(yīng)晶體管(fet),因為盡管碳納米管堅固且惰性,但它們的電性能對各種分子上的電荷轉(zhuǎn)移和化學(xué)摻雜的影響極為敏感。碳納米管的功能化對于使其選擇性靶向分析物非常重要——不同類型的轉(zhuǎn)換器基于功能化碳納米管和目標(biāo)分析物之間的分子識別相互作用。

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制造納米轉(zhuǎn)換器的材料技術(shù)


 大多數(shù)基于碳納米轉(zhuǎn)換器管(CNTS)的轉(zhuǎn)換器是場效應(yīng)晶體管(fet),因為盡管碳納米管堅固且惰性,但它們的電性能對各種分子上的電荷轉(zhuǎn)移和化學(xué)摻雜的影響敏感。碳納米管的功能化對于使其選擇性靶向分析物非常重要——不同類型的轉(zhuǎn)換器基于功能化碳納米管和目標(biāo)分析物之間的分子識別相互作用。例如,研究人員已經(jīng)開發(fā)出了柔性氫轉(zhuǎn)換器,它由單壁碳納米管制成,并裝飾有鈀納米顆粒。納米線和納米纖維還被用于制造診斷疾病的化學(xué)轉(zhuǎn)換器。它們已被用于在呼吸分析中大限度地提高氣體轉(zhuǎn)換器的響應(yīng),以檢測揮發(fā)性有機化合物(VOCs是各種疾病的生物標(biāo)志物;例如,硫化氫、氨和甲苯可以作為生物標(biāo)志物來評估糖尿病、口臭、腎功能不全和肺癌。在一個例子中,多孔氧化錫納米纖維被證明可以檢測到約0.1 PPM的水平,這比診斷糖尿病所需的氣體檢測水平低8倍。

納米轉(zhuǎn)換器

 另一種碳納米轉(zhuǎn)換器材料,功能化石墨烯,在生物和化學(xué)轉(zhuǎn)換器方面有著非凡的前景。研究人員表明,氧化石墨烯(GO)獨特的二維結(jié)構(gòu)及其對水分子的超滲透性,導(dǎo)致傳感設(shè)備以高速度運行,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),化學(xué)蒸汽會改變石墨烯晶體管的噪聲譜,使它們能夠通過一個由原始石墨烯制成的設(shè)備選擇性地感知多種蒸汽,而不需要對石墨烯表面進行功能化(“使用原始石墨烯的選擇性氣體傳感”)。研究人員還開始研究石墨烯泡沫,這是一種具有高導(dǎo)電性的互聯(lián)石墨烯薄片的三維結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)很有希望成為檢測疾病的氣體轉(zhuǎn)換器和生物轉(zhuǎn)換器。


 納米轉(zhuǎn)換器顆粒的多種性能可用于納米轉(zhuǎn)換器,但其催化性能是電化學(xué)轉(zhuǎn)換器件重要的性能之一。例如,在多孔碳或金等貴金屬上負(fù)載鉑納米顆粒已被報道與氣體擴散電極的設(shè)計有關(guān)。納米顆粒的高表面積是其另一個特性,使其適合于分子、聚合物或生物材料涂層的固定,這可以產(chǎn)生具有可調(diào)表面性能的復(fù)合材料。例如,用預(yù)先設(shè)計的受體單元修飾金屬納米顆粒,并將其組裝在表面上,就可以制造出具有定制特異性的新型電化學(xué)轉(zhuǎn)換器。通過適當(dāng)?shù)募{米顆粒功能化,也可以實現(xiàn)簡單和高選擇性的電分析程序。穩(wěn)定的納米顆粒可以取代穩(wěn)定性有限的擴增標(biāo)記物,如酶或脂質(zhì)體,具有同等或提高的敏感性。


 納米轉(zhuǎn)換器金屬-有機框架(MOF)是一種有機-無機雜化晶體多孔材料,由規(guī)整排列的帶正電的金屬離子包圍在有機“連接子”分子周圍。金屬離子形成節(jié)點,將關(guān)節(jié)臂固定在一起,形成重復(fù)的籠狀結(jié)構(gòu)。由于這種中空結(jié)構(gòu),MOF具有非常大的內(nèi)表面積,使其成為理想的氣體傳感材料。通過使用不同的金屬原子和有機鍵基團制造MOF,研究人員可以創(chuàng)造出一種材料,可以選擇性地將特定氣體吸收到結(jié)構(gòu)內(nèi)的特制袋子中。一個例子是在電極上涂上特制的MOF薄膜,形成一個可以檢測微量二氧化硫氣體的電子轉(zhuǎn)換器。


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