基于电聚合硫堇膜与纳米复合材料界面的直接电化学免疫传感器的构建

本工作采用电聚合手段在玻碳电极表面制备聚硫堇基质膜,借硫堇膜上富含的氨基基团实现对碳纳米管与纳米金颗粒二元纳米复合材料的化学组装,制备稳定的碳纳米管/纳米金/聚硫堇传感界面, 以此传感界面固定免疫活性物质,发展了一种无电子媒介的酶免疫传感器.结果表明,电极采用碳纳米管/纳米金颗粒界面固定免疫活性物质,其传感响应性能明显优于单独采用碳纳米管的情况.以人IgG免疫体系为例,电极以此界面固定人IgG抗体,并通过夹心方式直接响应酶催化H2O2的还原电流信号,实现了对人IgG浓度的灵敏测定.此外,采用甘氨酸-HCl缓冲液洗涤使用后的传感器,可有效洗脱其表面的免疫复合物,实现传感器的重复使用.     

水溶液中超高速纳米齿轮的分子动力学模拟

本文根据在旋转电场的诱导下,悬浮于水溶液中的碳纳米管可以借助于水偶极子方向能够发生旋转这一原理提出一种超高速、易组装、摩擦力小的T型纳米马达转子,并在纳米马达转子的基础上设计出新型纳米齿轮传动系统。该纳米齿轮传动系统可应用于全部为水溶液或者部分为水溶液的工作环境。通过Gromacs软件仿真结果发现,调整旋转电场转速或者改变旋转电场场强可以减小纳米马达转子与水分子偶极之间的滞后角,使得纳米马达转子在最短时间内与旋转电场步调保持一致。该模拟仿真结果对于纳米齿轮的应用以及复杂机构纳米旋转设备的设计有着重要参考价值。     

基于碳纳米管的电化学生物传感

碳纳米管以其独特的物理化学性能和纳米尺寸效应受到人们的广泛关注。将碳纳米管作为电极材料应用于电分析化学研究始于1996年,Bfitto等将碳纳米管与溴仿（或矿物油等）混合填充于玻璃毛细管中形成电极,研究了多巴胺等的电催化伏安行为,证实碳纳米管可加速在界面上的电子转移过程。这一特性引起了其在电化学传感器和生物电化学研究中的关注,基于碳纳米管的电化学生物传感器的研究取得了快速进展。     

基于铂纳米颗粒修饰碳纳米管Nafion膜电极的葡萄糖传感器

将分散在Nafion溶液中的多壁碳纳米管(MWNT)修饰玻碳电极(GCE),再在该膜上电沉积一层铂纳米粒子,制成铂纳米颗粒修饰的碳纳米管Nafion膜电极(Nafion-MWNT-Pt/GCE),并吸附固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建电流型葡萄糖生物传感器。考察了Nafion-MWNT-Pt/GCE的电化学特性,发现沉积铂纳米粒子后,Fe(CN)6-3/-4电对在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的氧化峰和还原蜂之间的电势差(ΔE)为179mV,小于未修饰铂纳米粒子的碳纳米管Nafion膜电极的ΔE(190mV),表明碳纳米管上电沉积的铂纳米粒子可加速电极的电子传递,电化学反应具有良好的可逆性。此外,铂纳米粒子尚具有良好的催化H2O2氧化的特性,H2O2在Nafion-MWNT-Pt/GCE上的计时电流响应明显增大。基于Nafion-MWNT-Pt/GCE的葡萄糖生物传感器显示了良好的传感性能,其检测线性范围为2.1×10-5～7.6×10-3mol/L,检测下限为1.0×10-6mol/L。     

纳米环境中的水

人们并不期望水能进入一个疏水性碳纳米管,但计算机模拟表明,这是可以做到的.而通这对这一过程的研究,可得到有关生物孔隙特性行为的线索. 水经常令人感到吃惊.直观地看,人们不会料到水能进入到一个狭窄的疏水孔,例如碳纳米管--就是因为其狭小和"油性"即防水性质而形成了这样的孔.这种化学常识基于在宏观世界中的经验,然而,并不一定适用于纳米范围.     

基于纳米材料的气体传感器的研究进展

简要地概括了气体传感器的工作原理和主要特性,并着重介绍了纳米金属氧化物气体传感器、纳米金属颗粒气体传感器、有机高分子气体传感器和碳纳米管气体传感器这4种气体传感器的工作原理、研究进展以及发展动向。简要地揭示了纳米气体传感器的不足之处,并阐释了这几种纳米气体传感器的未来发展趋势。     

克服障碍碳纳米管与金属纳米导线成功结合

美国罗斯塞拉（Rensselaer）工学院研究人员表示，他们找到了一种能将碳纳米管和金属导线相结合连接的新工艺，并用它研制出结合了碳纳米管和金属纳米导线最佳特性的纳米导线。新工艺有望帮助人们克服碳纳米管在计算机芯片、传感器和许多其他电子设备应用方面存在的主要障碍。此研究成果报告刊登在最新出版的《应用物理快报》上。     

分子模拟在碳纳米管研究中的应用

碳纳米管作为一种新型材料,是目前科研的热点,分子模拟在其中已经得到了广泛应用,并对碳纳米管的应用具有较好的指导意义。本文介绍了近几年国内外应用分子模拟技术辅助碳纳米管研究的部分工作,主要包括碳纳米管力学性能和电学性能的模拟、碳纳米管储气能力和反应性能的研究,以及在聚合物／碳纳米管复合材料中的应用等。     

碳纳米管和蚀刻硅片组构成世界最小马达

加里福尼亚大学伯克利分校的工程师们研造出第一个微米级马达后仅过了15年,伯克利分校的物理学教授、伯克利劳伦斯国家实验室的科学家亚历克斯·扎特尔和他率领的研究小组又研制出第一个纳米级马达.这是世界上最小的人造马达,由金叶片转子和碳纳米管轴组成,它的碳纳米管轴可以"骑在"一个病毒的"背"上.     

研发动态

科学家组合上千纳米机器可模拟人体肌肉运动法国斯特拉斯堡大学教授尼古拉斯.朱塞波尼领导的研究小组首次成功合成了一种长长的聚合链,通过超分子键把成千上万的纳米机器结合在一起,每个纳米机器都能产生约1nm的线性伸缩运动.在pH值影响下,它们的模拟运动能使整个聚合链产生10μm的收缩或舒张,因此各种运动就被相应地放大了1万倍,就像肌肉组织中那样.巴黎狄德罗大学材料与复杂系统实验室用生物计量方法对这种纳米聚合链进行了     

Pt/CNT修饰的TiO2纳米管在甲醇催化氧化中的应用

为了开发TiO2纳米管在电化学中的应用,该文制备了Pt/CNT/TiO2复合电极,研究其作为高效绿色新能源电极材料的应用.以300nm长的TiO2纳米管阵列为基底,聚乙二醇6000为碳源,镍为碳的催化剂,使无序的碳纳米管(CNT)生长在TiO2纳米管阵列的表面,呈现出多孔网络状结构.在CNT/TiO2复合纳米管上应用恒电流法沉积Pt纳米颗粒,使之高度分散在TiO2纳米管的表面.该复合材料具有很好的吸附性和导电性,是一种性能优异的甲醇催化氧化反应(MOR)的新阳极材料.当Pt的负载量为50.52μg cm-2,MOR电流密度高达178.2 mA,获得了良好的催化效率.     

纳米技术涌动未来——极其微小的工艺，革命性的效应

技术引擎：碳纳米管碳纳米管碳纳米管的强度远远超过钢铁,并且拥有极好的导热与导电性,正因如此,其未来的应用涉及面极广,从CPU到电池,再到散热片等。碳纳米管是一种由单层碳原子构成的分子,其中的单壁碳纳米管直径只有1/10×10~(-8)～1/30×10~(-8)m,若将其放大后观察,人们会发现它看起来就像一卷铁丝网。碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻、导电性极强,兼有金属和半导体的性能；把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍,重量却只有1/6。     

一维纳米材料在气体传感器中的应用

评述了目前一维纳米材料在气体传感器中的应用进展.包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、单根金属及金属氧化物纳米带或纳米线制作的传感器,这些传感器能在室温下检测,具有灵敏度高、漂移小的优点,但由于制作成本高昂、检测条件苛刻,离实用还很远.将氧化物一维纳米材料用于制作旁热式气敏元件,在保持其高灵敏度的同时提高稳定性,有助于解决旁热式气敏元件实用中存在的稳定性差的问题,将成为目前实用化研究的一个热点.     

英特尔和惠普联手打造世界最高效超级计算机

惠普和英特尔联手为美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)设计和建造了一个新的超级计算机系统,该系统将是世界上最高效的系统之一.新系统将采用目前的32纳米XeonE5处理器和未来的22纳米Ivy Bridge处理器的组合,再加上约600个XeonPhi协同处理器(基于英特尔的MIC架构),在惠普ProLiant第8代服务器内运行.该系统的总峰值性能预计将超     

纳米电化学传感及相关思考

论文讲述了两个部分的工作:一是对于纳米电化学传感的一些思考;二是对其所在课题组在纳米电化学传感方面的一些工作简介.纳米电化学传感可能可从多个层面进行考虑:(1)传统概念上的纳米传感;(2)纳米材料的应用;(3)超分子概念;(4)Lab-in-a-cell等.这里传统概念上的纳米传感主要指电化学传感器的大小尺寸应该在纳米定义范围内(0.1～100 nm),例如各种固体纳米电极,玻璃纳米管,以及独立或阵列型碳或其它材料的纳米管作为电化学电极.     

碳纳米复合材料在电化学生物传感器中的研究进展

碳纳米材料以其优异的导电特性和机械性能及极佳的生物相容性在构建电化学生物传感器中备受关注,为电化学生物传感器的开发和研究开辟了一片广阔天地。将碳纳米材料与其它纳米材料复合,是一种拓展和增强其应用的有效方法。碳纳米材料在电化学生物传感器方面的应用主要是作为传感器界面的修饰材料、生物分子的固载基质以及信号标记物等。该文综述了碳纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用,包括碳纳米管纳米复合物、石墨烯纳米复合物、富勒烯及碳量子点纳米复合物。并展望了未来基于碳纳米材料的电化学生物传感器的研究方向。     

可并行读写的纳米交叉杆存储器的设计与分析

纳米交叉杆结构因其结构简单、制备工艺成熟而成为研究者最为关注的一种纳米存储器件.纳米交叉杆基于具有双稳态性质的纳米器件,有机分子层交叉结构和碳纳米管交叉结构都是比较成熟的纳米交叉结构.基于纳米交叉杆的存储器一般由外围微-纳结构多路选择器和存储阵列组成,要想在高密度存储的基础上实现快速读写必须研究并行读写方法.并行读写的基础是并行寻址,一种可选的并行寻址方式是地址加掩码的模式,这种模式后再加一个筛选向量即可大大增加并行寻址的灵活度.纳米交叉杆存储器的并行写可分为写1和写0两个子过程,安排最佳的并行访问方式是二维平面上的背包问题.并行读过程可以一次将一行或一列的内容读取出来.     

纳米级超精密抛光机控制系统的研制

简述超精密加工技术现状，介绍超精密平面抛光机的工作原理，分析达到纳米级超精密抛光的技术难点，并阐述了纳米级超精密抛光智能控制系统的实现。     

氨气检测的聚苯胺碳纳米管复合敏感膜的研究与应用

本文介绍了基于聚苯胺及多壁碳纳米管复合材料的氨气传感器的制备与测试,使用原位聚合法使苯胺单体以碳纳米管为核心进行聚合反应,运用介电泳法制备得聚苯胺/多壁碳纳米管气敏复合膜传感器。该传感器对10×10-6氨气的响应灵敏度为3.4,响应时间15 s,而对比实验中聚苯胺膜传感器的灵敏度为1.9。实验结果表明,由于碳纳米管在介电泳过程中构建的大比表面积纳米三维结构和优良的导电率,纳米复合材料的微观结构和导电性能都得到大幅改善,从而使得复合物具有相对于纯聚苯胺膜更好的气敏特性。     

基于碳纳米管／壳聚糖／纳米金活性界面的辣根过氧化物酶传感器研制

利用壳聚糖(Chitosan)的成膜性能以及碳纳米管在其中良好的分散性,在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米金的强静电吸附,在玻碳电极表面获得稳定的纳米Au修饰层,吸附固定辣根过氧化物酶(HRP),制得无需电子媒介的H2O2生物传感器.循环伏安曲线显示,当加入H2O2溶液后,阴极峰电流增大,而阳极电流相应减少,表明通过碳纳米管/壳聚糖/纳米金活性界面固定在玻碳电极表面的HRP与电极之间有良好的直接电子传导能力,对H2O2的还原具有良好的电催化活性,H2O2的测定线性范围为5×10-5～2.7×10-3mol/L.