Sono stati compiuti nuovi progressi nella ricerca di materiali per film diamantati

Sono stati compiuti nuovi progressi nella ricerca di materiali per film diamantati

Il biosensore elettrochimico è una tecnologia che converte segnali elettrici generati da reazioni con specifiche unità biometriche in segnali elettrici. Presenta i vantaggi di alta sensibilità, alta velocità di risposta, basso costo e piccola portabilità e svolge un ruolo importante nella medicina clinica, nel rilevamento ambientale, nell'ispezione e nella quarantena. L'unità di riconoscimento dell'ossido di metallo ad alta attività catalitica è una delle direzioni di sviluppo importanti dei biosensori elettrochimici. Tuttavia, la bassa conduttività dell'unità di riconoscimento dell'ossido di metallo ostacola seriamente il processo di trasferimento di elettroni nel processo di reazione e le prestazioni del sensore non sono buone. Pertanto, dal punto di vista della progettazione della struttura dell'elettrodo elettrochimico biosensore ad alta efficienza, è diventato l'obiettivo e la difficoltà di questo campo di costruire l'unità di conversione della struttura a film sottile nanometrica ad alta conduttività per caricare l'unità di identificazione di elevata attività catalitica.

Metallo dal centro di ricerca nazionale Shenyang di ricerca di scienza dei materiali, materiali di membrana e squadra di interfaccia Jiang Xin ricercatore, dottor Graduate ZhaiChao Feng Huang Nan professore associato istruzione, utilizzando CVD, PVD e tecnologia di ossidazione elettrochimica per sviluppare un nuovo tipo di diamante / carico di carbonio nanotubi a parete Elettrodo di rilevamento elettrochimico a maglie di CuO 3 d utilizzato per il rilevamento di molecole di glucosio. L'elettrodo di rilevamento elettrochimico mostra un'ampia gamma di rilevamento lineare (0,5 x 106-4 x 103 M), alta sensibilità (1650 A 1 cm - 2 mM), basso limite di rilevazione e buona selettività, buona riproducibilità e stabilità a lungo termine e ulteriori studi hanno trovato che l'elettrodo nell'analisi pratica del siero umano che mostra un buon tasso di recupero (94,21 104,18%), ha l'altissima capacità di riconoscimento molecolare biologico.

I risultati mostrano che le eccellenti prestazioni di rilevamento elettrochimico derivano principalmente da elettrodi a film sottile a diamante / carbonio con eccellenti proprietà fisiche e chimiche. Da un lato, i nanofili di carbonio sono composti da dozzine di fogli di grafene che crescono quasi perpendicolarmente al substrato. Non solo hanno un'eccellente conduttività elettrica e un'ampia superficie specifica, ma hanno anche bordi ricchi di grafite con alta attività elettrochimica, struttura porosa facile da trasferire massa, struttura difficile da agglomerare e stabile. D'altra parte, il diamante con modulo ad alta giovane attraversa l'intero elettrodo a film sottile sotto forma di nano-foglio, che migliora ulteriormente la stabilità della struttura meccanica dell'elettrodo nel processo di applicazione. Questa struttura di rete tridimensionale unica può accelerare il trasferimento di massa delle molecole di glucosio e restituire gli elettroni generati dalle reazioni catalitiche al circuito elettrochimico nel tempo, mostrando così eccellenti prestazioni di analisi elettrica e stabilità a lungo termine. Inoltre, l'elettrodo del sensore elettrochimico a maglie tridimensionali può essere utilizzato anche per caricare altri dati biometrici, mostrando un grande potenziale nel campo dei biosensori elettrochimici ad alte prestazioni. La nanostruttura di carbonio avrà anche valore di ricerca nei campi della conservazione e trasformazione dell'energia elettrochimica, elettrocatalisi e così via. Risultati di ricerca correlati a pubblicati in Small (in corso di stampa, https://doi.org/10.1002/smll.201901527).

Il suddetto lavoro di ricerca di base è stato finanziato dalla Fondazione nazionale per le scienze naturali della Cina, dalle basi scientifiche e tecnologiche della provincia di Liaoning e dai principali progetti di trasformazione dei risultati scientifici e tecnologici di Shenyang.

Fig.1 diagramma schematico della struttura elettrodo del sensore elettrochimico e rilevamento di biosensori di nanoparticelle di CuO caricate su diamante 3D / nanowall di carbonio

FIGURA. 2 sensibilità dell'elettrodo, anti-interferenza, selettività e stabilità a lungo termine del sensore elettrochimico CuO caricato con diamante 3D / nanowall di carbonio