Nya framsteg har gjorts i forskning av diamantfilmmaterial

Nya framsteg har gjorts i forskning av diamantfilmmaterial

Elektrokemisk biosensor är en teknik som omvandlar kemiska signaler genererade av reaktioner med specifika biometriska enheter till elektriska signaler. Det har fördelarna med hög känslighet, snabb responshastighet, låg kostnad och liten portabilitet, och spelar en viktig roll i klinisk medicin, miljödetektering, inspektion och karantän. Metalloxidigenkänningsenhet med hög katalytisk aktivitet är en av de viktiga utvecklingsriktningarna för elektrokemiska biosensorer. Den låga konduktiviteten hos metalloxidigenkänningsenheten hindrar emellertid allvarligt elektronöverföringsprocessen i reaktionsprocessen, och sensorns prestanda är inte bra. Därför är det från perspektivet att konstruera strukturen hos den högeffektiva elektrokemiska biosensorelektroden blivit fokus och svårighet för detta fält att konstruera omvandlingsenheten av nanometer tunnfilmstruktur med hög ledningsförmåga för att ladda identifieringsenheten med hög katalytisk aktivitet.

Metal av Shenyang nationella forskningscentrum för materialvetenskaplig forskning, membran material och gränssnitt team Jiang Xin forskare, doktorsexamen ZhaiChaoFeng Huang Nan professorinstruktion, använder CVD, PVD och elektrokemisk oxidationsteknik för att utveckla en ny typ av diamant / kol nanorör väggbelastning CuO 3 d-mesh elektrokemisk avkänningselektrod och används vid detektering av glukosmolekyler. Den elektrokemiska avkänningselektroden visade ett brett linjärt detekteringsområde (0,5 x 106-4 x 103 M), hög känslighet (1650 A 1 cm - 2 mM), låg detekteringsgräns och god selektivitet, god reproducerbarhet och långsiktig stabilitet och vidare studier har funnit att elektroden i den praktiska analysen av humant serum som visar en god återhämtningsgrad (94,21 104,18%) har den mycket höga biologiska molekylär igenkänningsförmågan.

Resultaten visar att den utmärkta elektrokemiska avkänningsprestandan huvudsakligen kommer från diamant- / kolnanolfallfilmelektroder med utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper. Å ena sidan består kolnanor av dussintals grafenark som växer nästan vinkelrätt mot substratet. De har inte bara utmärkt elektrisk ledningsförmåga och stor specifik ytarea, men har också rika grafitkanter med hög elektrokemisk aktivitet, porös struktur som är lätt att överföra massa, svår att agglomera och stabil struktur. Å andra sidan går diamant med hög ungmodul genom hela tunnfilmelektroden i form av nano-ark vilket ytterligare förbättrar elektrodens mekaniska strukturstabilitet i applikationsprocessen. Denna unika tredimensionella nätverksstruktur kan påskynda massöverföringen av glukosmolekyler och returnera elektronerna som alstras av katalytiska reaktioner till den elektrokemiska kretsen i tid, vilket ger utmärkt elektrisk analysprestanda och långsiktig stabilitet. Dessutom kan den elektroniska elektrokemiska sensordelektroden i 3D-nät också användas för att ladda andra biometrier, vilket visar stor potential inom området för högpresterande elektrokemiska biosensorer. Kolnanostrukturen kommer också att ha forskningsvärde inom områdena elektrokemisk energilagring och transformation, elektrokatalys och så vidare. Relaterade forskningsresultat publiceras i Small (i press, https://doi.org/10.1002/smll.201901527).

Ovanstående grundforskningsarbete har finansierats av den nationella naturvetenskapliga grunden för Kina, vetenskap och teknik grunden för Liaoning-provinsen och den stora vetenskapliga och tekniska framgångsrikt omvandlingsprojektet i Shenyang.

Fig. 1 schematiskt diagram över elektrokemisk sensor elektrodstruktur och biosensor detektion av CuO nanopartiklar laddade på 3d diamant / kol nanowall

FIKON. 2 elektrodkänslighet, anti-interferens, selektivitet och långsiktig stabilitet CuO elektrokemisk sensor laddad med 3d diamant / kol nanowall