ダイヤモンド薄膜材料の研究において新しい進歩がなされた

- May 29, 2019-

ダイヤモンド薄膜材料の研究において新しい進歩がなされた

 

電気化学バイオセンサーは、特定のバイオメトリクスユニットとの反応によって生成された化学信号を電気信号に変換する技術です。 それは高感度、速い応答速度、低コストおよび小さい携帯性の利点を有し、そして臨床医学、環境検出、検査および検疫において重要な役割を果たす。 高い触媒活性を有する金属酸化物認識ユニットは電気化学バイオセンサの重要な開発方向の一つである。 しかしながら、金属酸化物認識ユニットの低い導電率は、反応過程における電子移動過程を著しく妨げ、そしてセンサー性能は良くない。 したがって、高効率電気化学バイオセンサー電極の構造を設計する観点から、高触媒活性の識別ユニットを搭載するために高導電性を有するナノメートル薄膜構造の変換ユニットを構築することがこの分野の焦点であり困難である。

 

CVD、PVDおよび電気化学酸化技術を使用してダイヤモンド/カーボンナノチューブの壁荷重を開発する、材料科学研究、膜材料およびインターフェースチーム江新研究員、博士院長ZhaiChaoFeng黄Nan准教授による瀋陽国家研究センターによる金属CuO 3 dメッシュ電気化学検出電極とグルコース分子の検出に使用されます。 電気化学検出電極は、広い線形検出範囲(0.5×10 6 〜4×10 3 M)、高感度(1650Å 1cm −2 mM)、低い検出限界および良好な選択性、良好な再現性および長期安定性、ならびにさらなる研究を示した。良好な回収率(94.21×104.18%)を示すヒト血清の実用的分析における電極が非常に高い生物学的分子認識能力を有することを発見した。

 

その結果、優れた電気化学センシング性能は主に優れた物理的および化学的性質を持つダイヤモンド/カーボンナノウォール薄膜電極からもたらされることを示した。 一方で、カーボンナノワイヤーは、基板に対してほぼ垂直に成長する何十ものグラフェンシートからなる。 それらは、優れた導電性および大きな比表面積を有するだけでなく、高い電気化学的活性を有する豊富なグラファイトエッジ、物質を移動し易い多孔質構造、凝集し難い安定した構造を有する。 他方、高いヤング率を有するダイヤモンドは、ナノシートの形態で薄膜電極全体を通り抜け、それは適用プロセスにおける電極の機械的構造安定性をさらに改善する。 このユニークな三次元ネットワーク構造は、グルコース分子の物質移動をスピードアップし、触媒反応によって生成された電子を時間内に電気化学回路に戻すことができるため、優れた電気分析性能と長期安定性を示します。 さらに、3dメッシュ電気化学センサー電極は他のバイオメトリクスをロードするのにも使用でき、高性能電気化学バイオセンサーの分野で大きな可能性を示しています。 カーボンナノ構造体はまた、電気化学的エネルギー貯蔵および変換、電極触媒などの分野において研究的価値を有するであろう。 関連する研究結果は、Smallで公開されてい ます (プレス、 https://doi.org/10.1002/smll.201901527)。

 

上記の基礎的な研究仕事は中国の国家自然科学財団、遼寧省の科学技術財団とshenyangの主要な科学技術成果変換プロジェクトによって資金を供給されました。

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3dダイヤモンド/カーボンナノウォールに担持したCuOナノ粒子の電気化学センサー電極構造とバイオセンサー検出の概略図

 

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イチジク。 3dダイヤモンド/カーボンナノウォールを担持したCuO電気化学センサの2電極感度、抗干渉性、選択性および長期安定性

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