Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Устройства нового поколения для обнаружения газа (жидкости)

Gole JL и Laminack W

Мы представляем краткий обзор и новый подход к созданию кондуктометрических датчиков, демонстрирующих значительно более высокую чувствительность, чем традиционные датчики на основе оксидов металлов. Платформы датчиков не требуют технологии на основе пленок, работают при комнатной температуре и могут быть получены без использования трудоемких процессов самосборки. Комбинированный микропористый массив, покрытый нанопорами, осажден с наноструктурой, направляющей кислотные островки оксидов металлов, которые различаются по своей кислотности Льюиса, декорируют микропоры и контролируют процесс электронной трансдукции. Взаимодействие аналитов с этими островками изменяется предсказуемым образом и может быть изменено посредством функционализации их кислотности Льюиса in-situ посредством образования оксинитридов или оксисульфидов. Микропоры допускают быструю фикковскую диффузию аналитов к активным наноструктурированным островкам, обратимое взаимодействие которых с аналитом доминирует в отклике датчика. Мы требуем только, чтобы островки были осаждены при достаточно низкой концентрации, чтобы не взаимодействовать электронно друг с другом. Высокоточное повторное размещение наноструктурированных островковых отложений не требуется. Нанопористые стенки микроматрицы действуют как фазовый синхронизатор для отложения разнообразных наноструктур, которые выбираются для отложения из различных источников на основе растворов, а щадящий процесс отложения требует минимального потребления энергии и времени. Рассматриваются сравнения с различными системами оксидов металлов. Наблюдаемые чувствительности и обратимость сенсорной системы можно предсказать с помощью недавно разработанной модели IHSAB.