当前位置: 首页 » 政策法规 » 工程师园地 » 正文

带你深入了解纳米传感器:从分类、原理、材料到应用


  来源: 传感器专家 时间:2020-04-29 编辑:仪器仪表WXF
分享到:



光子纳米传感器:


光子设备也可用作纳米传感器,以量化临床相关样品的浓度。光子纳米传感器的工作原理基于结合了布拉格光栅的水凝胶膜体积的化学调制。当水凝胶在化学刺激下膨胀或收缩时,布拉格光栅会改变颜色并使不同波长的光发生衍射。衍射光可以与目标分析物的浓度相关。


比色法纳米传感器:


这一类纳米传感器是通过比色法工作的纳米传感器。其工作原理是,分析物的存在引起化学反应或形态变化,从而发生可见的颜色变化。典型的应用是金纳米颗粒可用于检测重金属,也可以通过比色变化检测到许多有害气体,例如通过市售的DragerTube。这些可以替代庞大的实验室规模的系统,因为它们可以小型化以用于采样点设备。再例如,许多化学药品受到环境保护署的监管并需要进行广泛的测试,以确保污染物水平在适当的范围内。比色纳米传感器提供了一种现场确定许多污染物的方法。


四、生产纳米传感器的方法

目前可以通过使用不同的方法来制备纳米传感器。三种常见的方法是自上而下的光刻,自下而上的制造(例如受控的横向外延生长和原子层沉积)以及自组装的纳米结构(通常使用生物分子(例如脂质体)完成)的组合方式,分析物的生化检测将转换为电信号)。


方法1:自上而下

自上而下的光刻是现在制造大多数集成电路的方式。它涉及从一些较大的材料开始,然后雕刻出所需的形式。这些精雕细琢的设备,特别是在用作微传感器的特定微机电系统中使用的设备,通常只能达到微米尺寸,但是其中最新的已开始包含纳米尺寸的组件。


方法2:自下而上

生产纳米传感器的另一种方法是通过自下而上的方法,该方法包括将传感器组装成更多的微小成分,最可能是单个原子或分子。这将涉及将特定物质的原子一个一个地移动到特定位置,尽管这是在实验室测试中使用原子力显微镜之类的工具实现的,但由于逻辑上的原因,这仍然是一个很大的困难,尤其是在批量生产时以及经济的。此过程最有可能主要用于构建自组装传感器的起始分子。


方法3:自组装

第三种方法有望带来更快的结果,它涉及自组装或“增长”用作传感器的特定纳米结构。这通常需要一整套已经完整的组件,这些组件会自动将其组装成成品。准确地能够在实验室中为所需的传感器复制这种效果将意味着,科学家可以通过让大量分子在很少或没有外界影响的情况下自行组装,而不必手动组装每个传感器,从而更快,更便宜地制造纳米传感器。


五、制造纳米传感器的5大材料技术


1、基于纳米粒子和纳米团簇的纳米传感器


纳米粒子(主要是贵金属粒子)具有出色的尺寸相关光学特性,这些特性已用于构建光学纳米传感器。

称为局部表面等离子体共振(LSPR)的现象的光谱取决于纳米粒子本身的大小,形状和材料以及粒子的环境。LSPR传感器的高灵敏度可以接近大型生物分子的单分子检测极限。


除金属纳米颗粒外,基于荧光测量的光学纳米传感器已用半导体量子点构建,其他光学传感器也已利用纳米级探针开发,这些探针包含染料,其染料在待测分析物存在下会被淬灭。还有纳米颗粒膜也已被用于气体传感器;与生物识别分子(即DNA,酶等)结合的磁性纳米颗粒已用于富集要检测的分析物。


例如,研究人员开发了一种基于金纳米粒子的酶生物标记测试,可以检测人类,动物和食品中被称为蛋白酶的疾病的酶标记。该纳米传感器通过可见的变色反应指示何时存在蛋白酶。


基于金纳米粒子的酶生物标记

关键词:深入了解 纳米传感器    浏览量:1945

声明:凡本网注明"来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。


让制造业不缺测试测量工程师

最新发布
行业动态
政策法规
国际资讯
仪商专题
按分类浏览
Copyright © 2023- 861718.com All rights reserved 版权所有 ©广州德禄讯信息科技有限公司
本站转载或引用文章涉及版权问题请与我们联系。电话:020-34224268 传真: 020-34113782

粤公网安备 44010502000033号

粤ICP备16022018号-4