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。

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