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| 光催化新應用——神奇的二氧化鈦自潔傳感器 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-01-28 10:59:22 瀏覽次數： |
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透明的自潔二氧化鈦傳感器
任何一本有關(guān)化學(xué)或生物傳感器的書(shū)籍都會(huì )大篇幅描述電化學(xué)器件，這足以證明電傳感的重要性和優(yōu)勢。當前，基于納米材料的電極由于具有大比表面積，能提高傳感器的靈敏度，縮短檢測時(shí)間，成為傳感器領(lǐng)域的應用研究熱點(diǎn)。
然而，基于納米材料的電極容易受污染，在環(huán)境和生物醫學(xué)領(lǐng)域的應用受到限制。例如，河水中含有大量會(huì )附著(zhù)于傳感器表面的污染物，影響其檢測性能，導致傳感器不能長(cháng)時(shí)間置于水中進(jìn)行檢測；還有，在對多巴胺——一種重要的神經(jīng)傳遞介質(zhì)，尤其是在帕金森癥中，進(jìn)行電化學(xué)分析檢測時(shí)，傳感器同樣會(huì )被污染，直接影響測量精度和壽命。
為了解決傳感器污染問(wèn)題，米蘭大學(xué)（the University of Milan ）的Luigi Falciola 和他的團隊研發(fā)了一種電化學(xué)傳感器，由底層的硅、中間層的高度有序排列的銀納米粒子（實(shí)際的感應層）以及頂層的二氧化鈦光敏層組成。這種傳感器能夠在紫外線(xiàn)照射下直接被凈化，也就能夠被反復用來(lái)檢測多巴胺了。
基于二氧化鈦的自潔表面在日常生活中的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛，未來(lái)會(huì )出現自潔窗子、自潔汽車(chē)、自潔建筑墻面甚至是自殺菌的醫療器械。所有的這些應用，包括Falciola團隊開(kāi)發(fā)的自潔傳感器，都是基于相同的化學(xué)原理：紫外線(xiàn)——來(lái)源于太陽(yáng)或者人造設備，會(huì )在二氧化鈦表面誘發(fā)光催化反應，分解有機污垢。
“之前也有一些關(guān)于自潔電極的研發(fā)，但是我們的設計更加的簡(jiǎn)單，制造成本也更低”Falciola說(shuō)道。
還有很重要的一點(diǎn)是，Falciola團隊開(kāi)發(fā)的自潔傳感器的二氧化鈦表層不僅僅具有潔凈功能，而且能夠保護納米顆粒修飾電極，避免電極的氧化以及銀感應層的退化。Falciola 還補充說(shuō)“這個(gè)設計使得電極不易老化”“因為僅僅只需要紫外線(xiàn)清潔它就夠了，這實(shí)在是一個(gè)令人驚喜的結果，我們對該傳感器的耐用性非常有信心”。
葡萄牙科英布拉大學(xué)（the University of Coimbra）的電化學(xué)家Christopher Brett認為這個(gè)研究前景廣闊，值得繼續深入研究。他指出可能還需要具體分析納米顆粒層，而且“要縮短清潔時(shí)間（現階段清除多巴胺需要1小時(shí)），特別是應用在實(shí)驗室外的時(shí)候”Falciola也表示稱(chēng)“還有大量工作要做”?，F在，該團隊正在對潔凈時(shí)間和傳感器的檢測范圍進(jìn)行進(jìn)一步研究。
理論上來(lái)講，自潔二氧化鈦表層能用在任何電極表面。“所以，我們的分析物可能是無(wú)窮多的”Falciola推斷“我們的目標是將不同類(lèi)型的電極應用于多個(gè)領(lǐng)域中”。該團隊希望和傳感器生產(chǎn)企業(yè)合作，共同建立商業(yè)標準。
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