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《石墨烯表面化学沉积的钯纳米颗粒，用于氢传感器》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2019-03-07

  • 研究了钯纳米粒子修饰的石墨烯在氢传感器中的应用。纳米粒子的密度对传感器的性能至关重要。我们开发了一种新的化学方法在石墨烯上沉积高密度、小尺寸和均匀分布的Pd纳米颗粒。通过这种方法,Pd前体连接到石墨烯通过π-π债券不引入额外的碳六角晶格缺陷。我们的方法简单、廉价，并且与互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容。该方法用于在3英寸硅片上制作氢传感器。该传感器在室温下具有良好的性能。特别是在光照下，传感器的恢复时间更短。对其传感机理进行了阐述和讨论。该沉积方法有利于石墨烯传感器的大规模制造，并可与CMOS电路集成用于实际应用。

    ——文章发布于2019年3月06日

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  • 《利用聚合物开发3D打印中的金纳米颗粒》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-04-02
    • 3D打印，也被称为增材制造，已经成为一种非常有用的技术，用于制造非常小和复杂的结构。它最初的建立促进了个人和有趣的对象的创造，这些对象是由对技术感兴趣的人在家里打印出来的。 然而，随着时间的推移，越来越多的制造商开始转向3D打印方法，以比其他方法更低的成本生产复杂的定制零件。这是一个不断发展的科学、工程和制造领域，而且很可能在未来许多年内继续沿着这条道路发展。 与3D打印这种相对较新的技术不同，金纳米颗粒已经被使用了很多年——甚至在我们知道纳米颗粒是什么之前。这在4世纪的人工制品Lycurgus杯中表现得很明显，金纳米颗粒被证明是造成所观察到的二色性颜色的原因。 在现代科学中，金纳米颗粒已经被用于多种应用，从抗癌剂到表面等离子体成像增强剂，再到电子、催化剂、主动传感器材料中的导电管道，等等。 与更复杂的纳米颗粒相比，它们合成起来相对简单，而且它们的广泛应用意味着研究人员现在正在转向其他制造、使用和整合它们的方法。 近年来，研究人员开发了利用3D打印方法，在打印过程中将金纳米颗粒直接与聚合物和其他介质结合，从而生成包含金纳米颗粒的3D打印复合材料。 近年来，这一交叉领域取得了长足的进步，为光学和制药行业带来了广阔的发展前景。下面，我们来看看这个领域是如何发展的。 通过3D打印在聚合物中嵌入金纳米颗粒 利用这些技术的一种更成熟、更常见、更简单的方法是使用聚合物作为嵌入多种类型纳米颗粒(包括金纳米颗粒)的复合介质。 现在有很多聚合物纳米复合材料，但是最近的一项研究涉及到使用聚合物和金纳米颗粒来制造本质上是双色的3D打印复合材料(很像Lycurgus杯子)，用作光学过滤器。 以聚醋酸乙烯酯(PVA)为载体，采用熔融沉积模拟(FDM)方法制备了纳米复合材料。当纳米颗粒- pva纳米复合材料干燥时，呈现出一种棕色反射和紫色透射的二向色效应，而用更传统的方法形成的类似纳米复合材料则没有这种效应。 研究人员还用这种双色材料制作了一个花瓶和一个水杯，虽然要使用，但它们需要涂上一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)，以防止水渗透到纳米复合材料中。 使用微流体 这一领域虽然没有那么发达，但却很有趣，它依赖于制造可用于合成金纳米颗粒的聚合装置，而不是在3D打印过程中使用它们。 研究人员利用FDM技术制造了一种聚乳酸(PLA)微流控装置，并将其置于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)载玻片上，以制造微流控通道。这些微流体通道随后被用作反应室，通过连续流动的合成路线来制造金(和银)纳米颗粒，因为这可以防止聚合物通道被污染。 通过改变微流体的合成参数(浓度、温度、流速等)，可以制备出不同尺寸的金纳米颗粒。 制造纳米金墨水 最近的一项研究涉及使用梳状聚合物体系结构来开发金纳米颗粒油墨。该团队使用了不同的逐步增长聚合和click化学方法来开发不同的聚合物体系结构(基于聚氨酯)，可以包裹和封装金纳米粒子。 然后是(3D打印)喷墨打印的封装金纳米颗粒油墨。在许多情况下，金纳米颗粒油墨在喷墨打印时是不稳定的，因为纳米颗粒易于凝聚，但在封装时，聚合物稳定了金纳米颗粒，这意味着它们可以在表面打印而不会发生凝聚。 聚合物-纳米颗粒油墨被发现是长期稳定的(超过6个月)。金纳米粒子在制药工业中有很大的潜力，这种聚合物稳定印刷方法可以用于制造稳定的、定制的金纳米粒子生物传感器。 人们认为，这种方法也可以用于稳定和在聚合物中嵌入其他金属纳米颗粒，从而为更多的应用开辟了潜力。
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  • 《来自Grolltex的石墨烯传感器如何被用于对抗COVID-19》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-04-29
    • 世界各地的研究团队正致力于创新，以应对全球冠状病毒大流行。石墨烯作为一种潜在的有效抗病毒剂，在许多此类项目中发挥着至关重要的作用。 现在，电子级石墨烯生产商Grolltex Inc.与桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所(Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute)合作，创建了一个新的测试平台，利用石墨烯快速检测出covid19病毒的存在。该团队已经开发出一种包含一次性塑料测试芯片的手持式阅读器，这种芯片将在医院和“护理点”广泛使用，以帮助防止感染的传播。 用石墨烯检测COVID-19 Grolltex成立于2017年，已经是最大的电子级石墨烯的商业生产商。当该公司的联合创始人杰夫·德拉(Jeff Draa)看到关于COVID-19病毒检测的文献时，他立刻意识到，鉴于他的团队在石墨烯方面的专长，他们必须致力于这个项目。 该团队受到最近出现的研究的启发，证明了石墨烯在细菌识别应用中的有效性。本月，波士顿学院(Boston College)的一个研究团队报告了他们如何利用一片石墨烯开发出一种识别细菌菌株的方法。此外，石墨烯传感器曾被用于检测寨卡病毒和其他致命病毒。 最近发表的研究论文也强调了石墨烯在开发能可靠检测COVID-19病毒的传感器中的应用。 为了在相对较短的时间内开发一个基于石墨烯的传感器平台，Grolltex与桑福德·伯纳姆(Sanford Burnham)联手，伯纳姆帮助他们完成了完善该平台所需的科学和测试工作。“塑料上的石墨烯传感器芯片”平台只需从患者身上提取一小块生物样本，就能检测到病毒的存在。该创新可以用于同时运行多达12个测试，为医疗专业人员提供一个可靠和快速的COVID-19测试平台。 使用该测试将有助于区分哪些出现病毒症状的人实际上已经感染了COVID-19，并存在将其传播给他人、特别是高危人群的风险。 各国政府正试图制定退出计划，以放松为阻止病毒传播而实施的限制措施，例如在家办公、与社会保持距离、关闭非必要的零售商店以及限制旅行。通过测试，政府将能够更自信地放松这些规则，因为那些有症状的人将能够确认他们的covid19状态，并在必要时进行自我隔离。 COVID-19低成本试制 由于Grolltex已经有了工业规模的石墨烯制造平台，它可以以非常低的成本生产传感芯片，而每个芯片的生产成本仅为几美分。该公司可以在每平方英尺的石墨烯薄片上生产大约1万个感应芯片，一次处理100个薄片。因此，该公司有能力在短时间内以低成本生产大量的芯片。 该公司制造的传感器是由单原子厚度的单层石墨烯材料制成，即单层石墨烯。该公司还开发了特殊的专利纳米技术，由金纳米岛制成，置于石墨烯之上，赋予其传感能力。 Grolltex解释说，在大规模生产传感平台之前，他们首先需要资金，目前正在寻找当地的金融合作伙伴，帮助他们扩大生产。
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