De nouveaux progrès ont été réalisés dans la recherche sur les matériaux de film de diamant

De nouveaux progrès ont été réalisés dans la recherche sur les matériaux de film de diamant

Le biocapteur électrochimique est une technologie qui convertit les signaux chimiques générés par des réactions avec des unités biométriques spécifiques en signaux électriques. Il présente les avantages d’une sensibilité élevée, d’une rapidité de réponse rapide, d’un faible coût et d’une faible portabilité, et joue un rôle important en médecine clinique, en détection de l’environnement, en inspection et en quarantaine. L'unité de reconnaissance des oxydes métalliques à forte activité catalytique est l'une des grandes orientations de développement des biocapteurs électrochimiques. Cependant, la faible conductivité de l'unité de reconnaissance d'oxyde métallique entrave sérieusement le processus de transfert d'électrons dans le processus de réaction et les performances du capteur ne sont pas bonnes. Par conséquent, du point de vue de la conception de la structure de l’électrode de biocapteur électrochimique à haute efficacité, il est devenu le centre et la difficulté de ce domaine de construire l’unité de conversion à structure de film mince nanométrique à haute conductivité pour charger l’unité d’identification à activité catalytique élevée.

Métal par shenyang centre national de recherche sur la science des matériaux, matériaux membranaires et interface, chercheur de Jiang Xin, Dr. Graduate ZhaiChaoFeng Huang Nan, professeur agrégé, utilisant la technologie CVD, PVD et l'oxydation électrochimique pour développer un nouveau type de charge de paroi en nanotubes de carbone / diamant CuO 3 d électrode de détection électrochimique à mailles et utilisée dans la détection de molécules de glucose. L'électrode de détection électrochimique a montré une large plage de détection linéaire (0,5 x 106-4 x 103 M), une sensibilité élevée (1650 A 1 cm - 2 mM), une limite de détection basse et une bonne sélectivité, une bonne reproductibilité et une stabilité à long terme, ainsi que d'autres études ont trouvé que l'électrode dans l'analyse pratique du sérum humain montrant un bon taux de récupération (94,21 104,18%), a la très grande capacité de reconnaissance moléculaire biologique.

Les résultats montrent que l’excellente performance de détection électrochimique provient principalement d’électrodes à couche mince de nanofils de carbone / carbone dotées d’excellentes propriétés physiques et chimiques. D'une part, les nanofils de carbone sont composés de dizaines de feuilles de graphène poussant presque perpendiculairement au substrat. Ils ont non seulement une excellente conductivité électrique et une grande surface spécifique, mais également des bords riches en graphite à activité électrochimique élevée, une structure poreuse facile à transférer de la masse, une structure difficile à agglomérer et stable. D'autre part, un diamant avec un module de jeune élevé traverse toute l'électrode à film mince sous la forme d'une nano-feuille, ce qui améliore encore la stabilité de la structure mécanique de l'électrode dans le processus d'application. Cette structure de réseau tridimensionnelle unique peut accélérer le transfert de masse des molécules de glucose et ramener les électrons générés par les réactions catalytiques dans le circuit électrochimique dans le temps, montrant ainsi d'excellentes performances d'analyse électrique et une stabilité à long terme. En outre, l'électrode de capteur électrochimique à maillage 3d peut également être utilisée pour charger d'autres données biométriques, ce qui présente un grand potentiel dans le domaine des biocapteurs électrochimiques à haute performance. La nanostructure de carbone aura également une valeur de recherche dans les domaines du stockage et de la transformation d'énergie électrochimique, de l'électrocatalyse, etc. Résultats de la recherche connexes à publier dans Small (sous presse, https://doi.org/10.1002/smll.201901527).

Les travaux de recherche fondamentale susmentionnés ont été financés par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, la fondation scientifique et technologique de la province du Liaoning et le projet majeur de transformation des réalisations scientifiques et technologiques de shenyang.

Schéma de principe de la structure d'électrode de capteur électrochimique et de la détection par biocapteur de nanoparticules de CuO chargées sur un nanowall 3d de diamant / carbone

FIGUE. Sensibilité à 2 électrodes, anti-ingérence, sélectivité et stabilité à long terme du capteur électrochimique en CuO chargé en nanowall 3d de diamant / carbone