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응용을 느끼기를 위한 Nanomaterials

재료 과학의 Perena Gouma, 부 & 기술설계, 뉴욕 (SUNY) 돌 시내의 주립 대학 교수
대응 저자: pgouma@notes.cc.sunysb.edu

센서의 필드는 출력 신호로 그(것)들을 변환하는 물리, 화학 또는 생물학 자극 자극을 위해 사용된 다양한 물자 및 장치를 포위합니다. Nanomaterials는, 변환시키는 분대 (예를들면 전기 chemo 기계적인 액추에이터)로, 액티브한 수감부 또는 수용체로 및 전자 회로 및 전원 시스템 (예를들면 nanowires)에 있는 마침 전극 이용될 수 있습니다.1,2

저자가 2003년에 설치한 돌 시내와 그녀에 뉴욕의 주립 대학에 Nanomaterials 그리고 센서 발달을 위한 센터는 nanomaterials의 종합 그리고 사용에 아직도 지시하고, 전문화합니다: 생물 /chemical 센서 시스템의 액티브한 성분으로 유생분자 (효소, 펩티드)를 가진 금속 산화물, 전기판 액티브한 중합체, 그들의 합성물 및 그들의 잡종, 1 차적으로. Nanomaterials는 저항하는 chemosensing에 의 화학2생화확적인 신호 입력이 액티브한 성분의 전기저항에 있는 변경을 유도하는 중요한 변환 최빈값 아주 중요합니다.

센서 물자의 표면에 가스 흡착이 저항하는 가스 탐지 프로세스에 기본적이기 때문에, nanoscale로 센서 물자의 dimensionality를, 양 비율에 따라서 그들의 표면을 증가해서 감소시키는 것에는, 가스 감도 향상의 명백한 효력이 있습니다a. 문서에 있는 수많은 보고는 그들의 대량 (ier) 카운터파트와 비교된 nanomaterials의 가스 반응에 있는 증가 몇몇 크기 순서를 문서화했습니다1,3. nanomaterials 기지를 둔 chemiresistors의 반응 그리고 회복 시간은 밀리세컨드 처럼 감동하 낮을지도 모릅니다1-3.

a 가스의 동일 사격량의 면전에서 액티브한 성분의 전기저항의 변경의 진폭 증가

b"극단적인" 종횡비의 단결정 금속 산화물 nanowires는 electrospinning에 의하여 교수 연구 단체에 의해 Gouma 종합되었습니다

c 질병의 조기 발견, 예방 및 치료를 위한 나노 과학의 사용

Gouma 교수 연구 단체는 관찰된 TiO MoO 및 WO와 같은 기능적인 금속 산화물 nanomaterials에서 가스 특이성 설치하고 설명하기2에 유일한3 기여금을 했습니다3. crystallo 화학제품 접근을 사용하여, nanomaterial (결정학 다형)의 단계 보다는 오히려 화학 성분이다 특정 기체 분석물에, 입니다 중요한 매개변수 제어 화학량론 금속 산화물의 친화력 보입니다4,5. 예를 들면, MoO의 â 단계 및3 WO의 ã 단계는 둘 다3 산화질소에 선택적, (NO) 때문에 두 몫 입방 레늄 삼산화물 구조물입니다6. 이것이 높게 선택적인 암모니아 검출기로 봉사하는3 유일한, 열리는 orthorhombic 결정 구조가 있는 MoO-의 단계를 가진7.

흥미롭게, ferroelectric 이고 우수한 아세톤3 검출기를 만드는 WO 물자의 약간 알려지는 단계가 있습니다8. 이 단계는 열역학으로 nanomanufacturing 프로세스의9가용성에게 안정되어 있는 아래 -40°C. 감사입니다10, Gouma 교수 연구 단체는 이 nanophase를 RT에 안정시키고 느끼기를 위해 사용할 수 있었습니다11. 이 "비발한" nanomaterial, å 단계 WO는3 poling 유전체를 통해서 극지 가스와, 상호 작용하 기계장치, 8,11가스 느끼기에 있는 확실한 돌파구를 느끼.

metastability가 금속 산화물의 nanoscale 종합에 의하여 호의를 보이고기 때문에12, 약간을 지명하기 위하여 탐지 그리고 감시를, 6각형 WO, anatase 및 brookite TiO를 포함하여 가스를 발산하는 유효한 "희소한"3 단계의 지금 연장통이2, 있습니다. 1D nanowire 윤곽에 있는 이 "가스 선택적인" 산화물 단계를 가공하는 Furthemore는b 가스 특이성에 향상한 감도를 추가합니다13, 따라서 단지 약간의 탐지 한계는 신호 대사 산물의 가스 분자 (ppb 수준) 최근에 달성되었습니다1-3. 찾아내는 이것에는 nanomaterials의 nanomedicine 응용을 위한c 중요한 연루가 있습니다.

돌 시내에 뉴욕의 주립 대학에 Nanomaterials 그리고 센서 발달을 위한 센터가 개척한 성공적인 나노 과학 사이에서, 단숨 분석 진단은 우수합니다. 전자 후각은14 선택적인 센서의 부족에 의해 (전자 코 또는 혀 기술이다는 것을), 복잡한 가스 환경에 있는 가스를 감별하기 위하여 제한되었습니다 (흡입 냄새와 같은).

(상기 보이는) breathanalysis 장치 시제품에 있는 수감부로 비침범성 방법 (저작권에 있는 당뇨병 감시를 위해 선택의 모니터 기체 biomarker의 사격량 이용되는 숫자 1. 세라믹 산화물 nanoparticles: P. Gouma, CNSD).

위에 기술된 nanomaterials 기지를 둔 센서는 값이비싸고 부피가 큰 광학적인 검출기, 발달의 밑에 기술을 느끼는 요점 경쟁 선택적인 가스에 싼 대안을 제안합니다15. 세균성 감염에서 당뇨병에 검출할 수 있는 온/오프 nanosensor 장치는, 폐암 조차 설명되고16. 생물 진한 액체로 처리한 nanostructured 산화물 (MoO에 있는 우레아제)3를 사용하여17 또는 (PANI/CAionophores/펩티드)18 추가 수감부로 생물 nanocomposites 저항하는 바이오 센서로 비침범성 진단 기구에 있는 nanomaterials 사용의 범위를 확장합니다.

요약하자면, nanomaterials에는 응용을 느끼기에 있는 거창한 충격이 있고 있습니다 관심사의 생물 /chemical 분석물에 향상하는 선택성, 감도 및 급속한 반응을 제안하는 때. nanomaterials를 사용하여 저항하는 chemosensors는 비발한 싼 가능하게 하고 건강과 안전을 위한 비침범성 응용은 흡입 해석기와 같은 시험 진단 및 그밖 개인화한 약과 보호 공구를 땀났습니다. 잡종 nanowire 기술을 완전하게 의지하는 Selfpowered nanosensor 장치는 가까운 장래 동안 계획됩니다.


참고

1. P. Gouma 의 화학 센서 및 생물공학 의 간행하는 팬 스탠포드, 2009년을 위한 Nanomaterials.
2. P. Gouma, D. Kubinski, E. Comini, 및 가스 센서와 생물 의학 응용을 위한 V. Guidi, ed, "Nanostructured 물자 및 잡종 합성물은", 물자 사회, Warrendale, PA 의 봄 2006년을 연구합니다.
3. G. Shen 의 PC. 첸, K. Ryu, 및 금속 산화물 Nanowires 의 물자 화학, 19, PP의 전표의 응용을 느껴 C. Zhou, "장치 및 화학제품. 828-839, 2009년.
4. P.I. Gouma, A.K. Prasad, 및 K.K. Iyer는, "신호를 위한 선택적인 Nanoprobes", 나노 과학, 17, PP 가스를 발산합니다. S48-S53 2006년.
5. P.I. Gouma, "향상된 Chemosensors를 위한 Nanostructured 다형태 산화물", Rev.Adv. Mater. Sci., 5, PP. 123-138, 2003년.
6. P.I Gouma와 K. Kalyanasundaram, "산화질소를 위한 Nanosensing 선택적인 탐사기", Appl. Phys. Lett., 93, 244102 2008년.
7. 선택적인 암모니아 탐지를 위한 MoO 박막 가스 센서", 센서 & 액추에이터 B, 9, pp.25-303 2003년이 A.K.에 의하여 Prasad, D. Kubinski, 및 졸-겔의 P.I. Gouma, "비교 및 RF는 침을 튀겼습니다.
8. Lisheng 왕은, "소형 흡입 분석을 위한 선택적인 Metabolitedetecting Nanoprobes의 종합 그리고 특성을", Ph.D 논제, SUNY 돌 시내, 2008년 12월 맞추었습니다.
9. B.T. Matthias와 E.A. Wood, "WO에 있는 저온 다형태 전이3". Phys. 목사, 84(6), PP. 1255-1255년 1951년.
10. K. Wegner와 S.E. Pratsinis, "titania nanoparticles의 통제되는 프레임 종합을 위한 프로세스", AICHE J., 15, PP 분사구 냉각. 432-436, 2003년.
11. L. 왕, A. Teleki, S.E. Pratsinis, 및 P.I. Gouma, "아세톤 선택3 탐지를 위한 Ferroelectric WO Nanoparticles", Chem. Mater., 20(15), Pp. 4794 - 4796 2008년.
12. H. 장, H. 및 J.F. Banfield는, "nanocrystalline의 성장 도중 이해 다형태 단계 전이 행동 모입니다: TiO에서 통찰력2", 물리 화학 B, 104, PP의 전표. 3481-3487 2000년.
13. P. Gouma, K. Kalyanasundaram, 및 A. 주교, "탐사기"를 느끼는 Bio-Chem3 를 위한 Electrospun 단결정 MoO Nanowires, 물자 연구, Nanowires 및 Nanotubes 특별판, 21(11), PP의 전표. 2904-2910, 2006년.
14. P. Gouma와 G. Sberveglieri, "전자 코 및 혀의 비발한 물자 그리고 응용", 여사 게시, 29 (10), PP. 697-700, 2004년.
15. M.R. McCurdy, Y. Bakhirkin, G. Wysocki, R. Lewicki, 및 F.K. Tittel, "흡입 분석에 있는 응용을 위한 레이저 분광학 기지를 둔 기술에 있는 최근 어드밴스", J. Breath Res., 1, 014001, PP. R1-R12 2007년.
16. P. Gouma, K. Kalyanasundaram, X. Yun, M. Stanacevic 및 L. 왕, "내뿜어진 인간적인 흡입에 있는 암모니아 탐지를 위한 화학 센서와 흡입 해석기", IEEE 센서, 흡입 분석, 10 (1), PP에 특별판. 49-53, 2010년.
17. S.Y. Gadre와 P. Gouma, "Biodoped 세라믹스: 종합, 속성 및 응용", J. Amer. Ceram. Soc. - 초대된 특집기사, 89 (10), Pp. 2987 - 3002 2006년.
18. A.S. Haynes와 P.I. Gouma 수행하는, "향상된 병원체 탐지를 위한 중합체 기지를 둔 센서를" Electrospun, IEEE 센서 전표, 8(6), PP. 701-70, 2008년 6월.

, 저작권 AZoNano.com Perena Gouma (뉴욕 (SUNY) 돌 시내)의 주립 대학 교수

Date Added: Feb 21, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:34

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