纳米材料与微电极生物传感器

主要阐述了利用微电子机械加工技术制作一种新型的微电极集成生物传感器,并利用电化学方法在微电极表面固定超微粒的纳米材料,检验纳米材料对生物传感器稳定性、灵敏度、响应时间等影响.这种具有纳米尺度效应的生物传感器将在生物医学领域有着广阔的应用前景.     

纳米材料与微电极生物传感器

主要阐述了利用微电子机械加工技术制作一种新型的微电极集成生物传感器，并利用电化学方法在微电极表面固定超微粒的纳米材料，检验纳米材料对生物传感器稳定性、灵敏度、响应时间等影响。这种具有纳米尺度效应的生物传感器将在生物医学领域有着广阔的应用前景。     

纳米材料增强酶生物传感器研究

在国家自然科学基金重点项目的支持下，由中科院理化技术研究所唐芳琼研究员带领的纳米材料可控制备与应用研究组在纳米增强的酶生物传感器研究方面取得重要进展。     

理化所在纳米材料增强酶生物传感器研究方面取得新进展

<正>在国家自然科学基金重点项目的支持下,由中科院理化技术研究所唐芳琼研究员带领的纳米材料可控制备与应用研究组在纳米增强的酶生物传感器研究方面取得重要进展。     

基于PEDOT:PSS与碳纳米管复合纳米材料的应变传感器

提出一种基于导电聚合物聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)与碳纳米管(CNT)复合纳米材料的柔性应变传感器。介绍了复合纳米材料的制备、应变传感器的制备与封装以及传感器力学性能的测试。利用自制夹具对传感器进行了测试,测试结果表明制备的传感器在不同拉伸下,传感器U-I曲线符合欧姆定律,该传感器最大相对拉伸可达100%,应变灵敏度系数(GF)可达301,并且具有良好的重复性。该应变传感器在人类运动监测、个性化医疗以及心理健康监测等方面具有广阔的应用前景。     

基于AuPd/CNT敏感材料的电化学传感器对对乙酰氨基酚的检测

金属纳米材料由于其自身优异的催化性能成为电化学催化剂发展最为迅速的一类催化材料,贵金属催化剂的性能尤为明显。本文利用湿化学法合成了粒径为(8.26±0.2)nm AuPd双金属纳米材料,并与多壁碳纳米管进行复合获得AuPd/CNT复合材料,以此作为敏感材料构建了电化学传感器。Au为主催化剂,Pd为助催化剂,双金属催化剂的协同作用有效地提升了催化性能。以AuPd双金属纳米材料构建的电化学传感器对对乙酰氨基酚(PA)的定量测定具有宽的线性范围(4~1000μmol/L)、低的检测限(0.05μmol/L)。将传感器用于感冒片剂中对乙酰氨基酚的定量测定取得满意的结果,表明AuPd双金属纳米材料在构建电化学传感器用于PA检测中具有良好的应用前景。     

硅纳米线传感器灵敏度研究进展

对基于一维纳米材料的硅纳米线场效应晶体管(SiNW-FET)传感器在疾病早期诊断中检测超低浓度生物标志物的优势进行了简单阐述,提出提高SiNW-FET传感器检测灵敏度的重要性和必要性。介绍了SiNW-FET传感器的工作原理、检测灵敏度和检测限(LOD)。重点讨论了通过对SiNW表面修饰方法的优化、使用不同结构形状SiNW和降低传感器德拜屏蔽效应等方法提高SiNW-FET传感器的灵敏度,对各种提高灵敏度的方法和对应方法下SiNW-FET传感器的检测限或灵敏度进行了对比总结。最后,总结了提高SiNW-FET传感器灵敏度的方法和目前亟待解决的问题,并展望了其发展趋势。     

基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法

研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上,利用Comsol Multiphysics仿真软件,对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真,研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列,构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以250nm金颗粒为实验对象,在理论分析基础上,完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究,并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明:金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关,在适宜的条件下,采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配,该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。     

展纳米雄风 振信息伟业 电子应用领域纳米技术显身手

纳米材料与技术是近十年兴起的综合性高技术,它将对各个科技及产业产生深远的影响。本文在概念纳米材料与技术的特殊效应——表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应与宏观量子隧道效应的基础上;着重讨论纳米材料与技术在电子领域,特别是微电子、光电子、磁性、传感器、纳米电池等中的应用;文中最后概述了国内外在纳米材料与技术方面研究的最新成果。     

纳米金属及无机材料的绿色合成

高聚物模板是用来合成纳米材料的重要方法之一,但在制备纳米材料的过程中,这些高聚物往往难以被大自然所降解。而淀粉类生物多糖物质来源广泛,并具有很好的生物降解性和相容性,以淀粉类生物多糖为模板合成纳米材料已经引起了广泛的重视。现报道以淀粉类生物多糖作为模板,来引导纳米金属及无机材料合成的最新研究进展。     

Recent Advances on Black Phosphorus for Biomedicine and Biosensing

Black phosphorus nanostructures (nano‐BPs) include BP nanosheets, BP quantum dots, and BP nanoparticles. Since first being discovered in 2014, nano‐BP has become one of the most popular nanomaterials. Nano‐BP has many unique properties, such as excellent surface activity, tunable bandgap, high carrier mobility, moderate on/off ratio, excellent biocompatibility, good biodegradation, etc., all of which make nano‐BP particularly attractive in biomedicine and biosensing. This review article comprehensively summarizes recent advances in synthesis, functionalization, biomedicine, and biosensing applications of nano‐BP. Different methods are first introduced, such as mechanical cleavage, liquid‐phase ultrasonic exfoliation, electrochemical exfoliation, solvothermal treatment, and acoustic‐microfluidic stripping, for making the nano‐BP. Then two strategies are emphasized to enhance ambient stability of nano‐BP, namely physical encapsulation and chemical modification. Next, how to develop nano‐BP as advanced imaging agents, nanocarriers, and nanomedicine for bioimaging (fluorescence imaging, thermal imaging, and photoacoustic imaging) and disease treatment (phototherapy and photo/chemical/immune synergistic therapy) is demonstrated. The biosensing applications on nano‐BP is introduced, including electrochemical biosensor, fluorescence biosensor, chemiluminescence biosensor, electrogenerated chemiluminescence biosensor, and colorimetric biosensor. Finally, the current challenges and future perspectives on nano‐BP in bioapplications are discussed.     

柔性纸基生物传感器及其在肝癌检测中的应用

该文提出了一种由纳米银颗粒（Ag NPs）作为谐振器的柔性超材料生物传感器。与现有技术相比,该传感器首次在纸上实现了纳克级别甲胎蛋白（AFP）的检测。其创新之处在于超材料谐振器制备在低成本的普通纸张上。该柔性纳米银纸基生物传感器在无尘室中通过丝网印刷技术制备而成。当待测AFP吸附于Ag颗粒上时,电磁波中传感器的谐振频率产生频漂,该频漂在生物测试中作为判断标志。通过仿真和实验验证,并以葡萄球菌蛋白（SPA）作为偶联试剂,该新型纸基生物传感器具备检测20 ng/mL甲胎蛋白的能力。由于待测样品是通过电磁场直接被感应,因此,该传感器具有免标记、实时和无损的优点。该文提供了一种柔性、低成本、快速和免标记的生物检测方法,有利于生物检测学的发展。     

纳米机械加工与材料表面性质研究

纳米科技的发展和应用涉及纳米器件的加工、制作以及加工表面特征、性质和功能等研究。获得能够控制在微小区域的纳米加工技术手段、能对不同材料进行纳米加工以及能对过程和加工表面进行检测分析等是十分重要的。本文结合扫描探针显微镜和金刚石超精密加工技术，对金刚石纳米切削展开实验研究。实验表明，结合扫描探针显微技术直接使用金刚石刃具进行材料的纳米量级机械加工，能够适应对不同材料微去除加工的要求，可同时对加工表面、机械加工机理以及表面的加工力学性能等进行综合研究，是一种良好的纳米加工方法。     

应用SPM技术开展纳米切削加工

纳米科技发展和应用的一个重要问题是：解决纳米尺度上的操作,加工和控制,本文针对目前传统机械加工方法在纳米量级加工能力上存在的不足,以及利用SPM探针针尖进行纳米加工在工程应用中所面临的技术问题,提出应用SPM原理和技术,直接使用金刚石丸具进行材料的纳米量级去除加工方法。文中应用该方法对石墨以及金属材料进行了微去除加工实验,研究和考察了纳米切削加工时,切削形成和良好加工表面的形成,结果显示,这是一种好的纳米加工方法,既可作为材料加工过程的研究手段,又具有良好的实际应用前景。     

二维半导体光电性质与器件研究进展简述

二维半导体材料,如过渡金属硫族化合物,以其在光电器件方面展现出的独特性能与巨大潜力,成为后摩尔时代有极大发展前景的新半导体材料.二维材料具有独特的光电性质,如直接带隙的电子结构,谷自旋电子学特性,强激子效应等,而利用以上性质,此类材料可用于光探测器、场效应晶体管、高效微纳传感器、光电子电路等微纳光电器件中.因此,以过渡金属硫族化合物为代表的二维半导体材料无论在基础科学与未来应用方面,都是重要的备选材料.     

纳米电子材料的特性及应用前景

纳米电子材料是新材料的一个重要组成部分，从纳米材料具有的优越性能出发，介绍了一些国际上利用纳米技术生产的纳米电子功能器件，并对我国在这方面的发展进行了展望。     

Al2O3纳米复合陶瓷涂层激光熔覆试验研究

本文将等离子喷涂与激光熔覆工艺相结合 ,进行了纳米Al2 O3复合涂层的激光熔覆试验 ,分析了各工艺参数对熔覆工艺的影响 ,研究了熔覆过程中纳米陶瓷材料晶粒生长过程 ,得到了较为合理的纳米Al2 O3激光熔覆工艺。通过SEM、X射线衍射、摩擦磨损试验等手段对得到的复合涂层进行了微观组织、磨损性能等检测。结果表明 :采用优化的熔覆工艺 ,纳米Al2 O3熔覆材料的晶粒生长得到极大抑制 ,保持纳米结构 ,其在复合涂层常规材料表面与空洞间隙中紧密排列 ,极大提高了涂层质量与性能     

一门崭新的学科—纳米科学与技术简介

对近几年来新出现的纳米科学与技术发展概况作简要介绍。着重介绍纳米材料、纳米机械和纳米电子学。     

Design of a voltammetry potentiostat for biochemical sensors

In this paper, we design a voltammetry potentiostat chip for the signal processing of electrochemical biosensors. Based on the sigma–delta modulator approach, the measured sensor current can be converted directly to the number of digital pulse. The measured results can be digitized by a simple counter without using a high resolution ADC. The proposed potentiostat is implemented by 0.35 μm CMOS technology, and the chip layout area is 1 mm². In the proposed potentiostat, the maximum range of the measured sensor current is 12 μA under the resolution of 10 nA. In system verification, the proposed potentiostat chip is successfully applied in the signal processing of an electrochemical creatinine biosensor. In the further applications, the potentiostat can be integrated with microelectrodes of biosensors on a small chip area to reduce the cost.     

基于碳纳米管的微纳机电器件应用研究

综述了近年来碳纳米管在微纳传感器、纳米发电机、纳米执行器、纳米电子器件、纳米收音机与薄膜扬声器等方面取得的瞩目成果及典型应用,介绍了基于碳纳米管的微纳机电器件的制造工艺、器件性能及其研究进展,指出了碳纳米管基微纳机电器件在多元化发展、工艺多样化、材料复合化、产业化工程等方面的发展趋势。