几中较新的纳米聚合物传感器
在多壁碳纳米管聚合物膜传感器的制备过程中,具有生物催化活性的合成物是通过将多壁碳纳米管和胰凝乳蛋白酶(CT)直接溶于聚甲基异丁烯酸树脂溶液中制得的。这种膜的生物催化活性比聚合物单壁碳纳米管传感器高,主要原因是加入了酶[10]。用来制作传感器的多壁碳纳米管膜近来多制备成选择性很强的渗透膜[11]。
碳纳米管由于其神奇的结构,良好的导电性与机械性质,在传感器领域占有举足轻重的地位[12-13]。
聚吡咯纳(PPY)米传感器主要检测环境的湿度,因为在潮湿的环境下导体或半导体聚合物的电学性质发生的变化很大。这种传感器的制作运用了几种技术:电化学聚合、化学和电化学沉积作用以及旋转覆盖等[14-15]layer-by-layer的形式堆积起来的,首先沉积五层交错的PAH/PSS层,然后在此基础上自组装十层聚吡咯。而这些PSS(聚苯乙烯磺酸钠)和PPY分别作为聚阴离子和聚阳离子存在于玻璃底片上,在55℃下两层PPY是印在底层上的。这种传感器易于测量的湿度范围是45%RH到90%RH,每增加5%RH的湿度,PPY的电阻变化为8W~11W。这种湿度传感器可用于湿度探测器上,造价低廉而且制作工艺简单。 。聚合物是以
聚异戊二烯-碳的纳米复合物作为可伸缩的张力或压力传感器材料[18]这种传感器可用于检测车辆零件的变形,而电导聚合物纳米复合物(ECPC) 的电阻由于张力或压力发生变化,从而可通过电阻的变化来感应.当良好导体(碳黑、石墨粉、碳纤维、金属微粒)微粒被灌输到绝缘的聚合物基质中时可制得ECPC。大多数情况下这些聚合物复合物被用于电加热材料和电阻器材料,最近的研究主要致力于活性的ECPC材料,其电导性主要由外部动力学因素-压强、温度等决定,这种材料将可能成为新一代廉价大尺度传感器的基本材料。.
钯-氟聚合纳米复合物作为有机蒸汽传感器的活性层,由离子束喷射沉淀得到的钯-氟聚合纳米复合物(Pd-CFx)与类似的铜-氟纳米复合物(Au-CFx)膜相比较,利用石英晶体微量天平(QCM)前者的灵敏性,选择性以及响应重复性都要比后者更好[19]。
DNA纳米孔传感器最近得到了美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的密切关注。它的制作方法比较有趣:在离子溶液的环境中,用电压将DNA拉成一条直线,让其横穿过纳米孔材料(图5)。这条DNA线会阻碍一部分的离子通过纳米孔,而不同的DNA单元阻碍的离子数量并不相同,通过测量这些数量上的不同,研究人员就可以探测出DNA序列。固体的纳米孔可以使DNA不易发生迁移或取代等变化,从而增加了信号的可靠性,这些都利于得到基因组的真实序列。这种传感器将用于宇航,生命探测以及基因解密。
聚苯胺纳米传感器也是一种新型传感器,主要可用来感应HCl、NH3及乙醇蒸汽,还可以测定NaCl水溶液的PH值。它的制作采用了自由模板,特殊定位以及可升级的电化学方法[16]/米器件主要是由相互交错的纳米线组成的,这些线的直径均有40nm~80nm。传感器的大致构型为两个电极中间夹着可以传导的材料,其中电极是相互交叉着的,中间的材料即为上面提到的纳米材料。这种传感器的制作工艺比较简单,而且造价也较为便宜。。聚苯胺纳
三、结束语
以上简述了几种纳米聚合物传感器的原理和制备方法。其中一些传感器具备了制作工艺简单以及造价便宜等优点,适合大量生产。随着纳米技术的进步,纳米聚合物传感器在环保,水资源处理和净化,探测、航天航空以及医药方面将会起到更大的作用。
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