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意大利科学发布可自我清洁的传感器
来源:pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台 发表于 2015/2/9

  近日,意大利的科学家们设计出了一个简单廉价的电化学传感器,该pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台在紫外线的照射下可以进行“自我清洁”。从检测水污染到血液中的药物,这项研究为在环境和生物医学工程领域,大量应用“自我清洁”电极的传感器开辟了道路。

  翻开任何一本生化传感器领域的书籍,你都会发现大量与电化学装置相关的内容,而这也恰恰证明了以电化学反应为基础的传感器的重要性与优越性。并且,目前科研人员通常利用在电极中掺杂纳米材料的方法,使得电极拥有较高的比表面积,这不仅提高了pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台的灵敏度,还降低了传感器的价格,这些优势使得该方法越来越流行。


  然而,基于纳米材料的电极很难清洁,这阻碍了它们在环境和生物医学传感器上的应用。比如,河水中的杂质会弄脏电化学传感器,进而影响它们的使用。又比如,帕金森症(parkinson)患者的体内通常会缺乏一种重要的神经传递素——多巴胺,而在电化学分析检测中这种化学分子会污染传感器,使得pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台不能重复使用。

  为了解决传感器易受污染问题,米兰大学(the university of milan)的 luigi falciola和他的团队设计了一种表面涂有二氧化钛的光敏电化学传感器,该传感器在紫外线的照射下可以自我清洁,并且能够重复使用来检测多巴胺。在二氧化钛的底层,排列着高度有序的银纳米颗粒(实际的传感工具)。

  从自动清洁窗户,汽车和水泥,到自动杀毒医疗器械,在表面附上二氧化钛的方法在我们生活中越来越常见。这些应用都基于相同的化学原理:来自于阳光或者人造紫外线照射在pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台上,使得二氧化钛涂层上发生光催化反应,分解了有机污染物。falciola团队在他们研发的传感器中应用了相同的原理。

  falciola解释道,“在此之前,有几个有关自我清洁电极的研究,但是我们的装置更简单,更便宜。”

  此外, falciola团队还展示了二氧化钛涂层不但具有自我清洁的功能,还可以保护纳米颗粒形态的传感涂层,防止银传感层氧化和降解。falciola还补充道,“这个装置不但不会老化,而且只需紫外线即可完成清洁。这真是一个意想不到的成果,我们为研发出如此耐用的传感器而感到高兴。”

  葡萄牙科英布拉大学( the university of coimbra)的电化学家 christopher brett认为:这项研究的应用前景很好,而且值得继续深入研究。同时他指出:这种纳米颗粒层还应该能够推广到其他特定分析物的检测中。 并且,在普遍的常规分析中,尤其在实验室之外的地方应用pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台,需要缩短清洁时间(目前其清洁多巴胺需耗时1小时)。 falciola也坦言道,“我们还有很多工作需要完成。研究团队正在对清洁时间以及检测装置的局限性进行研究。”

  falciola总结道,“理论上,具有自动清洁功能的二氧化钛层可用于任何电极,因此其可检测的分析物不胜枚举。我们的目标是:把这些类型的设备投入实际使用。为了实现这个目标,研究团队希望与pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台生产公司展开合作,并以此打造出一个商业原型样机。”

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