Új előrelépés történt a gyémántfilmes anyagok kutatásában

Új előrelépés történt a gyémántfilmes anyagok kutatásában

Az elektrokémiai bioszenzor olyan technológia, amely átalakítja a reakciók által generált kémiai jeleket specifikus biometrikus egységekkel elektromos jelekké. Előnyei a nagy érzékenység, a gyors reagálási sebesség, az alacsony költség és a kis hordozhatóság, és fontos szerepet játszanak a klinikai orvostudományban, a környezeti kimutatásban, az ellenőrzésben és a karanténban. A nagy katalitikus aktivitású fémoxid felismerő egység az elektrokémiai bioszenzorok egyik fontos fejlődési iránya. A fém-oxid felismerő egység alacsony vezetőképessége azonban komolyan akadályozza az elektronátviteli folyamatot a reakciófolyamatban, és az érzékelő teljesítménye nem jó. Ezért a nagy hatásfokú elektrokémiai bioszenzorelektróda szerkezetének kialakítása szempontjából ezen a területen a fókusz és a nehézség az volt, hogy a nagy katalitikus aktivitású azonosító egység betöltéséhez nagy vezetőképességű nanométeres vékony filmszerkezet átalakító egységet állítson elő.

Fém által a Shenyang nemzeti kutatóközpont anyagtudományi kutatás, membrán anyagok és interfész csapat Jiang Xin kutató, Dr. Graduate ZhaiChaoFeng Huang Nan docens oktatás, CVD, PVD és elektrokémiai oxidációs technológia segítségével új típusú gyémánt / szén nanocsövek fal terhelés kifejlesztése CuO 3 d-es elektrokémiai érzékelő elektróda és a glükóz molekulák kimutatására használatos. Az elektrokémiai érzékelő elektróda széles lineáris detektálási tartományt mutatott (0,5 x 106-4 x 103 M), nagy érzékenységet (1650 A 1 cm-2 mM), alacsony detektálási határt és jó szelektivitást, jó reprodukálhatóságot és hosszú távú stabilitást, valamint további vizsgálatokat. megállapították, hogy a humán szérum gyakorlati analízisében az elektróda, amely jó regenerálódási sebességet mutat (94,21 104,18%), nagyon magas biológiai molekuláris felismerési képességgel rendelkezik.

Az eredmények azt mutatják, hogy a kiváló elektrokémiai érzékelési teljesítmény elsősorban a kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező gyémánt / szén nanovezeték vékony filmelektródákból származik. Egyrészt a szén nanovezetékek több tucat grafénlapból állnak, amelyek szinte merőlegesek az aljzatra. Nemcsak kiváló elektromos vezetőképességük és nagy fajlagos felületük van, hanem gazdag grafit élekkel is rendelkezik, nagy elektrokémiai aktivitással, porózus szerkezettel, amely könnyen átvihető tömeg, nehezen agglomerálható és stabil szerkezet. Másrészt a nagy fiatal modulusú gyémánt nano-lap formájában áthalad az egész vékony filmelektródon, ami tovább javítja az elektróda mechanikai szerkezet stabilitását az alkalmazás során. Ez az egyedülálló háromdimenziós hálózati struktúra felgyorsíthatja a glükózmolekulák tömegátadását, és időben visszaszállíthatja a katalitikus reakciók által generált elektronokat az elektrokémiai áramkörre, ezáltal kiváló elektromos elemzési teljesítményt és hosszú távú stabilitást mutat. Emellett a 3d hálós elektrokémiai érzékelő elektróda más biometrikus adatok betöltésére is használható, nagy potenciállal rendelkezik a nagy teljesítményű elektrokémiai bioszenzorok területén. A szén nanoszerkezet is kutatási értékkel bír az elektrokémiai energia tárolás és átalakítás, az elektrokatalízis stb. Területén. Kapcsolódó kutatási eredmények a Smallban (sajtóban, https://doi.org/10.1002/smll.201901527).

A fenti alapkutatási munkát a kínai nemzeti természettudományi alapítvány, a liaoning tartomány tudományos és technológiai alapja és a Shenyang fő tudományos és technológiai eredményeinek átalakítási projektje finanszírozta.

A 3d gyémánt / szén nanovezetékre töltött CuO nanorészecskék elektrokémiai érzékelőelektródszerkezetének és bioszenzor-detektálásának vázlatos rajza.

ÁBRA. 2 elektróda érzékenység, anti-interferencia, szelektivitás és hosszú távú stabilitás a 3D gyémánt / szén nanovezetékkel töltött CuO elektrokémiai érzékelővel