[00112884]新型纳米材料的制备及应用

自纳米材料问世以来,人们对它研究的脚步从未停止。从材料的制备、表征到应用,一直是大家所探讨的热点。各种检测技术的开发、应用,对于生命物质的快速、高灵敏度、高选择性检测,以及现在越来越受关注的在线、实时、活体检测都具有至关重要的意义。随着未来纳米器件的商业化应用,要求新的纳米材料制备技术能适用大批量生产、适用于不同的材料、低的合成温度和低的生产成本,且较容易组装到不同基板上进行进一步的表征和应用。基于功能化材料的合成、表征和在分子器件、生物传感中的应用,本项目从以下几个方面展开工作： 1.利用电化学法和化学法制备导电高分子聚合物聚苯胺,对其结构进行表征并用于对生物分子的电催化研究。 2.利用量子点的电化学发光性能,通过目标物与互补DNA链对探针DNA链的相互作用,设计了一种基于QD-ECL的适配体传感器用于对溶菌酶和ATP的检测;利用凝血酶的两个结合位点,设计了一种三明治夹心结构（探针I/凝血酶/探针II）的凝血酶QD-ECL传感器。对于适配体传感器的自组装步骤用电化学的方法进行了表征,对各种实验参数对传感器可能的ECL响应影响进行了研究。 3.通过DNA之间碱基互补匹配原则的杂交反应,利用亲和素标记的QDs结合到生物素修饰的目标DNA链上,而设计了一种DNA生物传感器,通过ECL和微积分脉冲阳极溶出伏安（DPASV）两种方法对杂交反应进行了测定。考察了传感器对目标DNA链的单碱基错配和完全错配进行了ECL信号响应的差异。 4.提出了亲水性离子液体-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的微波水热合成方法以及电化学提纯技术。将该纯化后的离子液体用作电解液,电化学聚合得到PEDOT,其中离子液体既是支持电解液,又是生长介质。在1.0 mol/L的硫酸溶液中研究了PEDOT的薄膜的电化学性能,结果表明该聚合物薄膜显示了近乎理想的电容性质,其比电容可以达到130 F/g。与同类导电聚合物相比,其具有将近70,000次的循环寿命,几乎接近于活性碳材料。 5.亲水性离子液体继续用作电解液,通过调节单体浓度以及实 验温度等条件,电化学聚合得到了有机可溶性的导电聚合物—PEDOT。该可溶性导电聚合物具有多孔的纳米结构,其粒径大概为几百个纳米。而且可以溶与乙腈、丙酮、氯仿以及其它有机溶剂,但是其在水相中显示为不可溶性。此外,该聚合物还在一个宽的波长区间内显示了良好的荧光特性。该方法简单、温和以及环境友好,而且该可溶性聚合物所展现的优良的光谱性质预示了其在光学领域的广泛前景. 6.采用电热板加热这一非常简单的热氧化法技术,在空气气氛、较低温度下成功制备了大面积CuO、α-Fe2O3等金属氧化物纳米结构,并利用获得的微纳米材料探讨了其在气体传感、和磁学等方面的应用。