基于氧化石墨烯的传感器研究
石墨烯氧化还原反应的研究及其在传感器领域中的应用
石墨烯氧化还原反应的研究及其在传感器领域中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层平面晶体结构，其独特的物理化学性质使得其在各种领域中得到广泛应用。
其中，石墨烯的氧化还原反应尤其引人关注，这是因为通过对石墨烯进行氧化还原反应可以对其性质进行调控，从而实现对石墨烯的功能化和应用。
一、石墨烯氧化还原反应的研究石墨烯的氧化还原反应是指将石墨烯表面的一些碳原子氧化为羧酸或酮基等官能团，并在适当的条件下还原这些氧化官能团，使其恢复到原来的状态。
这种反应可以通过化学方法和电化学方法进行。
1.化学方法化学方法主要是采用氧化剂进行氧化反应，然后使用还原剂将已经被氧化的石墨烯进行还原。
常用的氧化剂包括硫酸、铬酸和硝酸等，还原剂则包括氢气、氨、水和氢氧化钠等。
2.电化学方法电化学方法主要是通过在空气中施加电场，使得石墨烯表面的一些碳原子被氧化为氧化物，然后通过电还原的方法将其还原为石墨烯。
这种方法可以通过电化学还原和电化学氧化进行。
二、石墨烯氧化还原反应在传感器领域中的应用石墨烯氧化还原反应在传感器领域中的应用较为广泛，主要是利用其表面的氧化还原反应来实现对物质的检测。
1.气体传感器石墨烯氧化还原反应可以通过对石墨烯表面反应的氧化物进行还原，来实现对空气中某些气体成分的检测。
例如，可以通过在石墨烯与其他金属组成的传感器中，来实现对一氧化碳、二氧化碳、氧气和氮气等气体成分的检测。
2.生物传感器生物传感器是指利用生物分子对某些化学物质的特异性识别，来实现对该化学物质的检测。
石墨烯氧化还原反应可以将一些化学物质的结构调控成为生物分子所能识别的结构，从而实现对生物分子的检测。
例如，可以利用石墨烯与DNA相互作用的性质，在石墨烯与DNA组成的传感器中，任意调控DNA的序列和结构，就可以实现对DNA特异性序列的检测。
3.光学传感器石墨烯氧化还原反应可以通过调控其表面的光学性质，来实现对光学信号的检测。
例如，可以将石墨烯与不同的分子组成复合体，利用其表面等离子激元共振现象，达到检测物质浓度的效果。
MXenes和还原氧化石墨烯的改性及在电化学传感中的应用
MXenes和还原氧化石墨烯的改性及在电化学传感中的应用MXenes和还原氧化石墨烯是当今电化学传感领域中备受关注的两种材料。
它们具有优异的电化学性能和多功能性，因此在传感器制备和应用中具有巨大潜力。
本文将围绕MXenes和还原氧化石墨烯的改性方法以及它们在电化学传感中的应用展开探讨。
一、MXenes的改性和应用MXenes是一类新兴的二维材料，由穆德的生产首字母"M"、碳的生产首字母"X"和金属元素的生产首字母"M"组成。
由于具有优异的导电性和化学稳定性，MXenes近年来备受瞩目。
然而，MXenes所具有的层状结构和相互堆积性质限制了其在传感器领域的应用。
为了克服这一问题，科学家们对MXenes进行了多种改性。
一种常见的改性方法是利用MXenes的氧化物相对还原剂进行还原，从而增加MXenes的导电性。
还原氧化物MXenes不仅具有高导电性，还具有更大的表面积和氧化还原活性位点，从而增强了材料的电化学性能和传感性能。
研究表明，还原氧化石墨烯可以用作电化学传感器中的电子转移介质和电催化剂，能够提高传感器的灵敏度和响应速度。
此外，还原氧化石墨烯可以通过多层简化和化学修饰来实现对电子和离子的高效输运，进一步提高传感器的检测限度和选择性。
另一种改性方法是将MXenes与其他纳米材料进行复合。
例如，将MXenes与金纳米颗粒复合，可以形成具有超大比表面积和催化活性的复合材料。
这种复合材料在电化学传感器中可以用作灵敏层，能够实现更高的灵敏度和检测范围。
此外，将MXenes与碳纳米管、氧化物纳米颗粒等复合，也可以实现不同的功能和性能，进一步扩展MXenes在传感器领域的应用。
二、还原氧化石墨烯的改性和应用还原氧化石墨烯是一种由氧化石墨烯还原而来的材料，具有与MXenes类似的优异电化学性能和多功能性。
为了进一步改善还原氧化石墨烯的传感性能，科学家们进行了多种改性。
氧化石墨烯研究报告
氧化石墨烯研究报告氧化石墨烯是一种具有巨大潜力的材料，吸引了广泛的研究兴趣。
在过去的几十年中，科学家们对氧化石墨烯进行了广泛的研究，并发现了它在各种领域的应用。
本文将探讨氧化石墨烯的性质、制备方法和应用领域。
首先，我们来了解一下氧化石墨烯的性质。
氧化石墨烯是由碳原子组成的二维材料。
它的结构类似于石墨，但表面上覆盖了一层氧原子。
这层氧原子赋予了氧化石墨烯独特的化学和物理性质。
与其他碳材料相比，氧化石墨烯具有较高的化学稳定性和机械强度。
此外，由于其二维结构和大的比表面积，氧化石墨烯还表现出优异的电子、光学和热学性质。
接下来，我们探讨一下氧化石墨烯的制备方法。
目前，有几种方法可以制备氧化石墨烯，包括化学氧化法、热氧化法和电化学氧化法。
化学氧化法是最常用的方法之一，其原理是将石墨与强氧化剂（如硫酸、硝酸等）反应，使石墨表面覆盖一层氧化层。
热氧化法则是将石墨加热至高温，使其表面氧化。
电化学氧化法是将石墨浸泡在氧化溶液中，通过电流作用使其表面氧化。
这些方法可以根据需要选择合适的制备方法。
最后，我们来看一下氧化石墨烯的应用领域。
由于其独特的性质，氧化石墨烯在许多领域都有广泛的应用。
其中最重要的一项是能源领域。
氧化石墨烯作为电极材料，可以显著提高电池和超级电容器的性能。
此外，氧化石墨烯还可以用作光伏材料，用于太阳能电池的制备。
此外，氧化石墨烯还可以用于传感器、催化剂、储氢材料等领域。
除了能源领域，氧化石墨烯在生物医学和环境污染治理领域也显示出极大的潜力。
由于其高的比表面积和良好的生物相容性，氧化石墨烯可以用于制备生物传感器和药物传输系统。
此外，氧化石墨烯还可以用于水和空气净化，用于去除有害物质和污染物。
综上所述，氧化石墨烯是一种具有许多优秀性质的材料，在能源、生物医学、环境污染治理等领域具有广泛的应用前景。
随着对氧化石墨烯的研究进一步深入，相信它的应用领域将会不断扩大，为人类社会带来更多好处。
希望今后的研究能够进一步探索氧化石墨烯的性质和应用，推动其在各个领域的发展。
石墨烯柔性压力传感器
石墨烯柔性压力传感器传感技术被认为是21世纪科学技术发展的重要组成部分，传感技术、计算机技术和通信技术被称为现代信息产业的三大支柱，广泛应用于电子、航天航空、国防、科研等领域。
石墨烯因其优异的电学和力学性能成为科研的热点，近年来由于石墨烯在柔性基底材料和导电材料方面的进展和突破，使石墨烯柔性压力传感器拥有更多更优异的性能，如传感器质量更轻、使用更方便、灵敏度更高、稳定性更好等。
一、石墨烯柔性压力传感器原理石墨烯柔性压力传感器是用石墨烯作为柔性基底材料。
基底材料对于传感器而言是作为支架而存在的，同时因石墨烯优异的物理特性、晶格结构，使石墨烯基底材料具有高电子迁移率和很好的拉伸性。
石墨烯薄膜是柔性传感器的核心，生长参数的设置会影响石墨烯的质量以及层数，所以必须严格的控制石墨烯的生长参数。
相较于单层的石墨烯而言，少层石墨烯的稳定更好，能够提高传感器的检测范围。
因此制备少层石墨烯薄膜作为柔性传感器的敏感层。
石墨烯复合材料的压力传感器二、柔性压力传感器的分类柔性压力传感器一般是用柔性基底材料和敏感材料制备，敏感材料作为柔性压力传感器的核心部分，必须具有很好的导电性、柔性以及机械强度。
随着材料科学和力学研究的进步，传感器的敏感材料从最初的硅到现在以碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯为主的纳米材料，因纳米材料具备很好的柔性、很高的的机械强度、良好的导电性等特性成为最炙手可热的柔性传感器敏感材料，因此石墨烯成为21世纪研究最广泛的纳米材料。
1、电阻式柔性压力传感器电阻式柔性压力传感器是将感知的压力值大小转化为电阻值或者电压值输出的器件。
按照电阻式压力传感器的工作机理可以分为两类：应变式和压阻式。
应变式压力传感器受力产生形变，引起电阻值发生变化。
压阻式压力传感器的工作机理：传感器受到压力后敏感元件发生形变导致传感器的电阻也发生改变，再通过电桥电路将电阻的变化转换为电压信号输出。
由于压阻式柔性压力传感器的的传感机制容易理解、设备简单，这类传感器得到广泛应用。
《基于硫化铜-还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器的应用研究》范文
《基于硫化铜-还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器的应用研究》篇一基于硫化铜-还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器的应用研究一、引言随着生物传感器技术的快速发展，电化学生物传感器因其高灵敏度、快速响应和低成本等优点，在生物医学、环境监测、食品工业等领域得到了广泛应用。
硫化铜/还原氧化石墨烯（CuS/rGO）复合材料因其独特的物理化学性质，如良好的导电性、大的比表面积和优异的生物相容性，被广泛用于电化学生物传感器的构建。
本文将重点研究基于硫化铜/还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器的应用，并探讨其在实际应用中的性能及潜力。
二、材料与方法1. 材料准备硫化铜/还原氧化石墨烯复合材料通过化学合成法制备。
实验中使用的生物分子、电解质及其他化学试剂均购自商业供应商，并按照实验要求进行纯化处理。
2. 传感器制备将硫化铜/还原氧化石墨烯复合材料通过滴涂法或电沉积法修饰在电极表面，制备成电化学生物传感器。
通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对传感器进行表征。
3. 实验方法采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）等电化学方法对传感器的性能进行评估。
将生物分子固定在传感器表面，通过测量生物分子与目标物质之间的相互作用来检测目标物质。
三、结果与讨论1. 传感器性能评估硫化铜/还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测限和良好的稳定性。
CV和EIS结果表明，该传感器具有良好的电子传递能力和抗干扰能力。
2. 生物分子固定与检测将生物分子如酶、抗体、核酸等固定在传感器表面，通过测量生物分子与目标物质之间的相互作用来检测目标物质。
该传感器对目标物质的检测具有较高的选择性和特异性，可实现快速、准确的检测。
3. 实际应用基于硫化铜/还原氧化石墨烯修饰的电化学生物传感器在生物医学、环境监测、食品工业等领域具有广泛的应用前景。
在生物医学领域，该传感器可用于检测生物标志物、疾病诊断和药物监测等；在环境监测领域，可用于检测有毒有害物质、重金属离子等；在食品工业领域，可用于检测食品中的添加剂、农药残留等。
基于石墨烯的高灵敏度一氧化氮气体传感器_李伟伟
基于石墨烯的高灵敏度一氧化氮气体传感器李伟伟，耿秀梅，郭玉芬，刘立伟*中国科学院苏州纳米所，苏州工业园区若水路398号，215123*Email: lwliu2007@石墨烯（Graphene），是由碳原子以sp2杂化形式形成的蜂窝状的二维结构，具有优异的导电性和大的比表面积，我们以化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯为电极，采用交流电泳法俘获钯（Pd）修饰石墨烯复合物为活性通道，制作高灵敏，室温，稳定探测一氧化氮（NO）气体分子的传感器。
传感器的检测限可到ppb级，响应时间数百秒.研究NO和石墨烯作用的过程，探索Pd修饰，CVD石墨烯电极，电流退火等因素对器件性能的影响机制，其中Pd修饰和 CVD石墨烯电极可以分别提高传感器的灵敏度和稳定性。
这种高灵敏度的器件对研究和制作针对呼吸系统疾病的早期诊断和环境污染气体的探测有着重要的指导意义。
Fig.1 The structure and performance of graphene based sensor关键词：石墨烯；一氧化氮；高灵敏度；传感器参考文献[1] Li, W.; Geng, X.; Guo, Y.; Liu, L. ACS nano 2011, 5: 6955.[2] Li, D.; Müller, M. B.; Gilje, S.; Kaner, R. B.; Wallace, G. G. Nat. Nanotechnol.2008, 3:101.[3] Kuzmych, O.; Allen, B. L; Star, A. Nanotechnology 2007,18: 375502.[4 Joung, D.; Chunder, A.; Zhai, L.; Khondaker, S. I. Nanotechnology2010, 21: 165202.Graphene-Based Sensor for Highly Sensitive Nitric Oxide DetectionWeiwei Li, X. Geng, Y. Guo, L Liu,*Nano-Device and Materials Division, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, 398 Ruoshui Road, SIP, Suzhou 215123Graphene is a single atomic layer of sp2-carbon atoms with two-dimensional hexagonal crystal structure. Large specific surface area and high carrier mobility enable graphene a promising application in electricity-based sensors. We fabricate the nitric oxide (NO) sensor devices using alternating current dielectrophoresis of the palladium- decorated reduced graphene oxide (Pd-RGO) nanosheets with chemical vapor deposition (CVD)-grown graphene electrodes. The highly sensitive, recoverable and reliable detection of NO gas ranging from 2 ppb up to 1 ppm with response time of several hundred seconds has been achieved. Highly sensitive graphene-based sensor towards directly detecting NO is very promising application for monitoring respiratory disorders and sensing air pollutants.。
石墨烯气敏传感器的研究及其应用
石墨烯气敏传感器的研究及其应用石墨烯是一种只有一个原子层的碳材料。
由于其独特的电学、光学和机械性质，石墨烯在多个领域具有很大的应用潜力。
其中，石墨烯在气敏传感器领域的研究尤为引人关注。
石墨烯气敏传感器的原理是基于石墨烯的导电性能随着环境气体的变化而变化。
当石墨烯受到气体分子的吸附时，气体分子会在石墨烯表面与石墨烯之间形成一个电位垒，从而影响电子的传输。
因此，在石墨烯上布置了电极，当环境气体变化时，通过检测石墨烯电阻率的变化来实现对气体的检测。
石墨烯气敏传感器在气体检测、环境监测等领域有着广泛的应用前景。
目前，石墨烯气敏传感器的研究已经取得了很多的进展。
其中，石墨烯复合材料是较为热门的研究方向之一。
石墨烯与其他材料如纳米颗粒、有机分子等复合后，能够形成具有更好稳定性和选择性的气敏传感材料。
同时，采用微纳加工技术制备石墨烯气敏传感器也是一种重要的研究方向。
通过制备纳米级的石墨烯电极并在其表面沉积感光材料，可以实现高灵敏度、高选择性和快速响应的气敏传感器。
除了在气体检测领域的应用，石墨烯气敏传感器还具有广泛的应用前景。
例如，在医学领域中，石墨烯气敏传感器被应用于检测人体呼吸中的有害气体分子；在食品安全领域中，石墨烯气敏传感器可以检测食品中的有害气体和化合物，以保障人们的健康；在环境保护领域中，石墨烯气敏传感器可以检测空气和水中的有害污染物，帮助人们监测和控制环境污染。
尽管石墨烯气敏传感器在理论和实验上都已经取得了很多的进展，但是目前仍然存在一些挑战。
例如，石墨烯气敏传感器灵敏度的提高、选择性的增强等方面仍然需要进一步探索。
此外，石墨烯气敏传感器的制备工艺、可靠性等方面也需要不断的改进和完善。
总之，石墨烯气敏传感器在气体检测、环境监测等领域具有很大的应用潜力。
石墨烯气敏传感器的研究不仅有助于提高人们的生活质量，还能够为环境保护、医学等领域的科学研究提供帮助。
随着石墨烯技术的不断发展和完善，相信石墨烯气敏传感器一定会有更为广泛的应用和更好的发展。
石墨烯氧化还原技术在电化学传感器中的应用
石墨烯氧化还原技术在电化学传感器中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝结构的二维材料，具有优异的导电性、热导性和机械性能。
自2004年被发现以来，石墨烯就成为了科学界和工业界极为关注的研究对象。
石墨烯氧化还原技术是利用氧化还原反应来改变石墨烯的性质，从而实现其在电化学传感器中的应用。
在此背景下，本文将探讨石墨烯氧化还原技术在电化学传感器中的应用。
石墨烯的独特结构和性能赋予了其在电化学传感器领域广泛的应用前景。
石墨烯具有高表面积和优异的电导率，能够提高传感器的灵敏度和响应速度。
同时，石墨烯的高化学稳定性和生物相容性使其成为制备生物传感器的理想材料。
在电化学传感器中，石墨烯可以作为传感材料、载体材料或催化剂，发挥其优异的性能。
石墨烯氧化还原技术是一种通过氧化还原反应来改变石墨烯结构和性质的方法。
石墨烯氧化还原技术可以将石墨烯氧化为氧化石墨烯，或还原氧化石墨烯为还原石墨烯。
氧化石墨烯具有丰富的官能团，可以提高其与其他物质的相互作用能力；而还原石墨烯则具有更高的导电性和稳定性。
通过控制氧化还原反应的条件，可以精确调控石墨烯的结构和性质，从而实现对电化学传感器性能的调控和优化。
在电化学传感器中，石墨烯氧化还原技术可以应用于多种传感器类型。
例如，氧化石墨烯可以用于制备氧化还原反应型传感器，通过调控官能团的种类和密度，提高传感器对目标分子的选择性和灵敏度。
而还原石墨烯则可以用于制备电子传输型传感器，提高传感器的电导率和响应速度。
此外，石墨烯氧化还原技术还可以用于制备柔性电化学传感器，实现对传感器结构和形态的设计和优化。
在制备石墨烯氧化还原技术传感器时，需要考虑多种因素。
首先，需要选择合适的石墨烯原料和氧化还原反应条件，以实现对石墨烯结构和性质的精确调控。
其次，需要考虑传感器的具体应用需求，选择合适的传感器类型和结构。
最后，还需要考虑传感器的性能评价和优化方法，以实现传感器性能的最大化。
总的来说，石墨烯氧化还原技术在电化学传感器中具有重要的应用意义。
石墨烯基生物传感器的制备及其光电性能优化
石墨烯基生物传感器的制备及其光电性能优化引言：近年来，生物传感技术的发展迅速，其中石墨烯基生物传感器作为新兴的生物传感器具有巨大的应用潜力。
石墨烯作为一种单层碳原子的二维结构材料，具有独特的物理、化学和电学性质，为生物传感器的制备提供了理想的基础。
本文将介绍石墨烯基生物传感器的制备方法，并探讨其光电性能优化的途径。
一、石墨烯基生物传感器的制备方法1. 氧化石墨烯的制备氧化石墨烯作为石墨烯基生物传感器的重要组成部分，其制备是制备生物传感器的首要步骤。
常用的方法包括Hummers法和Broekhoff法。
其中，Hummers法通过硫酸和硝酸的氧化作用得到氧化石墨烯，而Broekhoff法则是通过过硫酸钾和硫酸铵氧化石墨烯。
2. 石墨烯的修饰将氧化石墨烯修饰成具有特定功能的材料是制备石墨烯基生物传感器的关键步骤。
常用的修饰方法有还原、质子化和聚合等。
例如，通过还原氧化石墨烯可以得到还原石墨烯，其具有更好的导电性能和稳定性。
此外，还可以通过质子化和聚合反应引入特定的功能基团，如羟基、氨基和羧基等。
3. 生物分子的固定化将具有生物识别功能的分子固定在修饰后的石墨烯上是实现生物传感器的关键步骤。
常用的固定化方法包括物理吸附、共价键结合和亲合性结合等。
其中，物理吸附是最常见的固定化方法，通过短暂的非共价相互作用将生物分子固定在石墨烯上。
但其固定效果不稳定，因此共价键结合和亲合性结合被广泛应用于提高固定效果的研究中。
二、石墨烯基生物传感器的光电性能优化1. 光学性能优化石墨烯具有宽频带的吸收和发射特性，在光学领域具有广泛的应用潜力。
通过调控石墨烯的层数和形貌等参数，可以改变其吸收和发射的波长范围，从而实现对特定光学信号的感应和检测。
2. 电学性能优化石墨烯是一种优秀的电导体，具有高载流子迁移率和低噪声等特性。
可以通过控制石墨烯的厚度和缺陷等因素，提高其电导率和电子传输效率，从而提高生物传感器对电信号的检测灵敏度和响应速度。
氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用
氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用郭爽;张国军;姚群峰【摘要】Graphene oxide-based fluorescent sensing technology is developing rapidly, which has been used to detect nucleic acids, proteins, and small bio-molecules. This method has many outstanding advantages such as low consumption, simple and quick. Also, it could provide accurate, real-time and multiplexed analysis results. Therefore, it shows wide application and development prospects in molecular diagnostics. In this paper, we summarized the principle of fluorescent biosensors based on graphene oxide as well as their research progress and the future perspectives in the filed of molecular diagnostics.%氧化石墨烯荧光生物传感技术发展迅速，已成功实现了对核酸、蛋白质以及其他生物小分子的检测。
该分析方法操作简单，实验成本低，可提供准确、实时及多通道的结果，在分子诊断领域显示出了广阔的发展和应用前景。
本文综述了氧化石墨烯荧光传感技术的基本检测原理以及在分子诊断领域的研究应用进展。
【期刊名称】《分子诊断与治疗杂志》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P52-56)【关键词】氧化石墨烯;荧光;传感;分子诊断【作者】郭爽;张国军;姚群峰【作者单位】湖北中医药大学检验学院，湖北，武汉430065;湖北中医药大学检验学院，湖北，武汉430065;湖北中医药大学检验学院，湖北，武汉430065【正文语种】中文以核酸和蛋白质等生物大分子为检测对象的分子诊断技术在感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤的诊断治疗及个体化医疗等领域正发挥越来越重要的作用。
基于石墨烯-辣根过氧化物酶修饰电极的过氧化氢传感器
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石墨烯在生物传感器中的应用
石墨烯是一种具有独特结构和性质的二维碳纳米材料，具有优异的电、热、光学性能，在生物传感器领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍石墨烯在生物传感器中的应用，包括石墨烯的结构特性、石墨烯在生物传感器中的应用原理以及石墨烯在生物传感器中的应用研究进展。
二、石墨烯的结构特性石墨烯是一种二维碳纳米材料，由一层厚度仅为0.34nm的碳原子构成，具有独特的结构特性。
石墨烯具有高强度、高导电性、高热导率、高抗拉强度、高抗折强度、高抗热稳定性等特性，可以有效抑制生物分子的氧化反应，并具有良好的生物相容性。
三、石墨烯在生物传感器中的应用原理石墨烯在生物传感器中的应用原理主要是利用其优异的电、热、光学性能，将生物分子与石墨烯结合，形成生物传感器，从而实现对生物分子的检测和分析。
石墨烯的优异性能可以有效抑制生物分子的氧化反应，并具有良好的生物相容性，可以有效提高生物传感器的灵敏度和稳定性。
四、石墨烯在生物传感器中的应用研究进展近年来，石墨烯在生物传感器领域的应用研究取得了显著进展。
研究人员利用石墨烯的优异性能，开发出了多种石墨烯生物传感器，用于检测和分析多种生物分子，如蛋白质、DNA、糖类、抗原等。
例如，研究人员利用石墨烯的优异性能，开发出了一种新型的石墨烯生物传感器，用于检测和分析蛋白质，可以有效提高检测灵敏度和稳定性。
此外，研究人员还利用石墨烯的优异性能，开发出了一种新型的石墨烯生物传感器，用于检测和分析DNA，可以有效提高检测灵敏度和稳五、结论石墨烯是一种具有独特结构和性质的二维碳纳米材料，具有优异的电、热、光学性能，在生物传感器领域具有广泛的应用前景。
近年来，石墨烯在生物传感器领域的应用研究取得了显著进展，可以有效提高生物传感器的灵敏度和稳定性。
未来，石墨烯在生物传感器领域的应用将会得到进一步发展，为生物传感器的研究提供新的思路和方法。
《基于氧化石墨烯功能化光纤实现血红蛋白生物传感》
《基于氧化石墨烯功能化光纤实现血红蛋白生物传感》篇一一、引言血红蛋白是一种存在于人体血液中的蛋白质，负责将氧气输送到身体的各个部分。
对血红蛋白的准确测量在医学诊断和临床研究等领域具有重大意义。
随着科技的不断发展，新型的生物传感器技术为血红蛋白的检测提供了新的可能。
本文将探讨一种基于氧化石墨烯功能化光纤实现的血红蛋白生物传感技术，并对其原理、制备、性能和应用进行详细介绍。
二、氧化石墨烯功能化光纤的制备与原理氧化石墨烯是一种具有优异电学、光学和机械性能的材料，近年来在生物传感器领域得到了广泛应用。
功能化光纤则是将氧化石墨烯与其他材料结合，以提高光纤的生物相容性和灵敏度。
制备氧化石墨烯功能化光纤的过程主要包括：首先，通过化学或热方法制备氧化石墨烯；然后，将氧化石墨烯与其他材料（如聚合物、纳米粒子等）进行复合，形成功能化涂层；最后，将涂层覆盖在光纤表面，形成功能化光纤。
在血红蛋白生物传感中，功能化光纤的原理主要依赖于氧化石墨烯的电化学性质和生物相容性。
当血红蛋白与功能化光纤表面发生相互作用时，会引起光纤内部电场的变化，从而产生光信号。
通过检测这些光信号，可以实现对血红蛋白的定量检测。
三、血红蛋白生物传感器的性能评价血红蛋白生物传感器的性能评价主要包括灵敏度、选择性、稳定性和重复性等方面。
通过实验测试，我们发现基于氧化石墨烯功能化光纤的血红蛋白生物传感器具有较高的灵敏度和选择性。
此外，该传感器还具有良好的稳定性和重复性，可实现快速、准确的血红蛋白检测。
四、血红蛋白生物传感器的应用基于氧化石墨烯功能化光纤的血红蛋白生物传感器在医学诊断、临床研究、药物研发等领域具有广泛的应用前景。
例如，在医学诊断中，该传感器可用于检测贫血、血液病等疾病中的血红蛋白含量；在临床研究中，可用于监测患者的病情变化和治疗效果；在药物研发中，可用于评估药物对血红蛋白的影响等。
五、结论本文介绍了一种基于氧化石墨烯功能化光纤实现的血红蛋白生物传感技术。
柿单宁-还原型氧化石墨烯-Pt-Pd无酶血糖传感器研究
㊀２０１９年㊀第５期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０１９㊀Ｎｏ．５㊀基金项目：国家自然科学基金项目（８１７６０５３４）；广西自然科学基金（２０１６ＧＸＮＳＦＡＡ３８００８０）：桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目（２０１７ＹＪＣＸ９５，ＹＣＳＷ２０１７１４６）收稿日期：２０１８－０３－０３柿单宁－还原型氧化石墨烯－Ｐｔ－Ｐｄ无酶血糖传感器研究薛叶薇，曾俊祥，赵㊀乐，李昊远，黄㊀勇，李桂银（桂林电子科技大学生命与环境科学学院，广西桂林㊀５４１００４）㊀㊀摘要：以柿单宁（ＰＴ）为原料，利用抗坏血酸还原法制备了柿单宁－还原型氧化石墨烯－铂－钯合金（ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ）纳米复合材料㊂然后用滴涂法将ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ修饰到金电极表面，构建了基于ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的新型无酶血糖传感器㊂该传感器对葡萄糖氧化有出色的催化能力，具有０．０１ ０．４０ｍｏｌ／Ｌ（Ｒ＝０．９９８７３）的宽线性范围，其检测限（Ｓ／Ｎ＝３）为１．４３μｍｏｌ以及具有稳定性高㊁快速响应时间（＜３ｓ）以及抗干扰能力强等优点㊂构建的新型无酶葡萄糖传感器有用于临床血糖检测的潜力，可为糖尿病中的血糖检测提供高灵敏度㊁高选择性的快速检测方法㊂关键词：柿单宁；还原氧化石墨烯；Ｐｔ－Ｐｄ纳米粒子；无酶葡萄糖传感器中图分类号：ＴＰ２１２㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０１９）０５－０００５－０４ＳｔｕｄｙｏｎＮｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃＧｌｕｃｏｓｅＢｉｏｓｅｎｓｏｒＢａｓｅｄｏｎＰｅｒｓｉｍｍｏｎＴａｎｎｉｎ⁃ｒｅｄｕｃｔｉｏｎＧｒａｐｈｅｎｅＯｘｉｄｅ⁃Ｐｔ⁃ＰｄＮａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅＸＵＥＹｅ⁃ｗｅｉ，ＺＥＮＧＪｕｎ⁃ｘｉａｎｇ，ＺＨＡＯＬｅ，ＬＩＨａｏ⁃ｙｕａｎ，ＨＵＡＮＧＹｏｎｇ，ＬＩＧｕｉ⁃ｙｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＬｉｆｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｅｒｓｉｍｍｏｎｔａｎｎｉｎ（ＰＴ）ｗａｓｕｓｅｄａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｔｏｐｒｅｐａｒｅｐｅｒｓｉｍｍｏｎｔａｎｎｉｎ⁃ｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ⁃ｐｌａｔｉｎｕｍ⁃ｐａｌｌａｄｉｕｍａｌｌｏｙ（ＰＴ⁃ＲＧＯ⁃Ｐｔ⁃Ｐｄ）ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｎＰＴ⁃ＲＧＯ⁃Ｐｔ⁃Ｐｄｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｔｏｔｈｅｇｏｌｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｕｒｆａｃｅｂｙｄｒｏｐ⁃ｃｏａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄａｎｅｗｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎＰＴ⁃ＲＧＯ⁃Ｐｔ⁃Ｐｄｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｔａｌｙｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｇｌｕｃｏｓｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｈａｓａｗｉｄｅｌｉｎｅａｒｒａｎｇｅｏｆ０．０１ ０．４０ｍｏｌ／Ｌ（Ｒ＝０．９９８７３）ｗｉｔｈａｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔ（Ｓ／Ｎ＝３）ｏｆ１．４３μｍｏｌ，ａｓｗｅｌｌａｓｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅ（＜３ｓ），ａｎｔｉ⁃ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｎｏｖｅｌｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｈａｓｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｂｅｉｎｇｕｓｅｄｉｎｃｌｉｎｉｃａｌｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｈｉｇｈ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｒａｐｉｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｄｉａｂｅｔｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｒｓｉｍｍｏｎｔａｎｎｉｎ；ｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ；Ｐｔ⁃Ｐｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒ０㊀引言糖尿病特征在于血糖水平升高（高血糖），从而导致严重的疾病，如中风㊁肥胖㊁肾衰竭和冠心病的风险增加［１－３］㊂因此灵敏地检测血液中的葡萄糖有利于相关疾病的治疗［４－５］㊂在许多不同的葡萄糖检测技术中，电化学传感器被认为是目前最成功的葡萄糖检测方法［６－７］㊂近年来，随着纳米技术的发展，利用各种纳米材料（如纳米金㊁银㊁铂㊁量子点㊁碳纳米管㊁石墨烯等）来构建生物传感器，提高传感器灵敏度，实现化学信号到电子信号的转变［８－１０］㊂但是，针对其关键的技术研究仍然无法满足市场的需求，尤其是葡萄糖传感器［１１］㊂还原氧化石墨烯（ＲＧＯ）是一种性能优异的碳纳米材料，具有独特的电子㊁物理㊁机械和化学性质，因此被广泛用于物理和化学领域［１２－１３］㊂然而，由于其分子间π－π堆积较强，ＲＧＯ容易产生团聚和夹层，从而影响分散，阻碍了进一步的应用［１４］㊂柿单宁（ＰＴ）提取于柿子，是一种水溶性和低成本的天然生物聚合物，可通过π－π和静电相互作用吸附在ＲＧＯ表面上，以防止聚集来获得更好的稳定性［１５－１６］㊂本研究通过抗坏血酸还原法制备柿单宁－还原型氧化石墨烯－铂－钯合金（ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ）纳米复合材料㊂然后用滴涂法将ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ修饰到金电极表面，构建了基于ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的新型无酶血糖传感器，对葡萄糖进行检测㊂通过柿单宁来阻止石墨烯产生团聚促进其分散，从而提高了Ｐｔ－Ｐｄ纳米粒子对葡萄糖的催化活性㊂利用Ｐｔ－Ｐｄ纳米粒子良好的电催化能力，ＲＧＯ的高导电性和ＰＴ的良好生物相容性，通过相互协同作用获得更优异的性㊀㊀㊀㊀㊀６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｙ．２０１９㊀能㊂该传感器对葡萄糖的检测具有灵敏度高㊁选择性㊁稳定性好和响应时间短等特点，可用于对临床样品的检验㊂１㊀实验部分１．１㊀仪器与试剂ＣＨＩ６６０Ｄ电化学工作站（上海辰华仪器公司）；电化学测量采用三电极系统：修饰的金电极为工作电极，饱和甘汞电极（ＳＣＥ）为参比电极，铂丝电极为对电极；扫描电子显微镜（ＳＥＭ，Ｑｕａｎｔａ２００，Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ，德国）；Ｘ射线衍射（ＸＲＤ，Ｄ８Ａｄｖａｎｃｅ，德国）㊂柿单宁（广西德坤农品有限公司），氧化石墨烯（ＧＯ）（南京先丰纳米材料科技公司），氯铂酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６）㊁硝酸钯（Ｐｄ（ＮＯ３）２）和抗坏血酸（ＡＡ）均购自国药集团化学试剂有限公司㊂实验中所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水㊂１．２㊀ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的制备将１０ｍＬ０．１ｍｇ／ｍＬ的ＧＯ超声搅拌２ｈ形成匀的悬浮液，然后缓慢加入１０ｍｇＡＡ并搅拌１２ｈ获得还原氧化石墨烯㊂接着将２０ｍｇ的柿单宁加入１０ｍＬ０．１ｍｇ／ｍＬＲＧＯ分散液，超声约９０ｍｉｎ获得均匀良好分布的ＰＴ－ＲＧＯ悬浮液㊂最后，将２ｍＬ０．０１ｇ／ｍＬＨ２ＰｔＣｌ６和２ｍＬ０．０５ｇ／ｍＬＰｄ（ＮＯ３）２溶液加入到ＲＧＯ－ＰＴ悬浮液中，再缓慢加入１０ｍｇＡＡ并搅拌２０ｈ，随后将混合溶液离心１５ｍｉｎ１００００ｒ／ｍｉｎ，去除上清液，用超纯水洗涤３次，得到ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料，干燥后储存４ħ的冰箱中备用㊂１．３㊀无酶葡萄糖传感器的构建首先将金电极依次用粒径为１．０μｍ㊁０．３μｍ和０．０５μｍ的Ａｌ２Ｏ３粉末抛光，在乙醇和蒸馏水中分别超声５ｍｉｎ，冲洗后置于０．５Ｍ的Ｈ２ＳＯ４溶液中进行电化学循环伏安扫描活化１０圈，再用０．１Ｍ的ＰＢＳ充分洗涤；将５μＬ０．１ｍｇ／ｍＬＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ溶液滴加到抛光后的金电极表面并在室温下晾干；滴加３次ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ溶液后，得到基于ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ复合纳米材料的无酶葡萄糖生物传感器㊂１．４㊀葡萄糖的检测采用三电极体系，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，修饰后的金电极为工作电极，０．１ＭＰＢＳ（ｐＨ为７．４㊁含０．１ＭＫＣｌ）为电解质溶液，利用电化学工作站，采用电流－时间法（ｉ－ｔ）进行葡萄糖的计时响应测量㊂在测量过程中，连续滴加一定浓度的葡萄糖，工作时间为３００ｓ，间隔时间５０ｓ，同时通过磁力搅拌器搅拌溶液㊂２㊀结果与讨论２．１㊀ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ材料及传感器的表征图１为石墨烯和ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的扫描电镜图㊂由图１（ａ）可以观察到石墨烯材料呈片状结构，图１（ｂ）可以看到膜状的物质包裹着许多白色的球状物体，该薄膜为ＰＴ－ＲＧＯ复合材料，而白色球状颗粒则为Ｐｔ，Ｐｄ纳米粒子且尺寸在１００ｎｍ左右，两图对比说明ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合成材料的成功制备，且分散地较均匀㊂（ａ）石墨烯㊀（ｂ）ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ图１㊀纳米复合材料的扫描电镜图为进一步验证ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的制备成功，用ＸＲＤ衍射仪对ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ复合材料的晶体结构进行了分析，见图２㊂由图２可知，２θ＝２４．９ʎ的衍射峰对应于石墨烯的Ｃ（００２）晶面㊂在２θ＝３９．７ʎ㊁４６．１ʎ和６７．４ʎ处的衍射峰分别对应于Ｐｔ和ＰｄＮＰｓ的（１１１）㊁（２００）和（２２０）面㊂由于Ｐｔ和Ｐｄ纳米粒子与同一族相匹配，因此具有相同的晶体结构㊂从图中可以看出，Ｃ（００２）峰较强，而Ｐｔ和Ｐｄ纳米粒子衍射峰的峰值较弱，进一步确定Ｐｔ和Ｐｄ纳米粒子已经吸附在石墨烯表面，衍射峰越尖锐，表明结晶度越好㊂图２㊀ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料的ＸＲＤ图谱传感器的表征以５ｍｍｏｌ／ＬＫ４Ｆｅ（ＣＶ）６／Ｋ３Ｆｅ（ＣＶ）６－０．１ｍｏｌ／ＬＫＣｌ溶液为电解质，采用循环伏安法（ＣＶ）对裸金电极和ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ复合材料修饰后的金电极进行循环伏安扫描，扫描速率为０．０１Ｖ／ｓ，㊀㊀㊀㊀㊀第５期薛叶薇等：柿单宁－还原型氧化石墨烯－Ｐｔ－Ｐｄ无酶血糖传感器研究７㊀㊀图３㊀无酶血糖传感器的ＣＶ曲线扫描电压为－０．２ ０．６Ｖ，所得循环伏安曲线如图３所示㊂从图３中可以看出，与裸金电极相比，ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料修饰后的金电极氧化还原峰电流值增大，电流更强㊂图３证明了修饰后的电极比裸电极的电子传递速率增强，ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ无酶血糖传感器的构建是成功的㊂２．２㊀检测条件对传感器性能的影响２．２．１㊀体系ｐＨ对传感器性能的影响电解质的酸碱度会影响葡萄糖的催化氧化，分别以ｐＨ＝６（曲线ａ）㊁７（曲线ｂ）㊁８（曲线ｃ）㊁９（曲线ｄ）㊁１０（曲线ｅ）的ＰＢＳ缓冲溶液作为支持电解质，采用电流－时间法（ｉ－ｔ）进行检测，每隔５０ｓ滴加１００μＬ０．１Ｍ的葡萄糖溶液，所得ｉ－ｔ曲线如图４所示㊂从图４中可以看出，ＰＢＳ缓冲溶液的ｐＨ在５ ７之间时，相应电流值随ｐＨ的升高而增大，ＰＢＳ缓冲溶液的ｐＨ在８ １０之间时，虽也有电流变化，但电流逐渐变小且曲线波动较大㊂由此得出结论，ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ无酶血糖传感器的最佳体系ｐＨ值在７ ８之间㊂图４㊀不同ｐＨ值对传感器性能的影响２．２．２㊀检测电位对传感器性能的影响检测电位的大小同样会影响葡萄糖的催化，以ＰＢＳ（ｐＨ７．４）缓冲溶液作为支持电解质，采用ｉ－ｔ进行检测，每隔５０ｓ滴加１００μＬ０．１Ｍ的葡萄糖溶液，检测电位分别为－０．１Ｖ（曲线ａ）㊁－０．２Ｖ（曲线ｂ）㊁－０．３Ｖ（曲线ｃ）㊁－０．４Ｖ（曲线ｄ），所得ｉ－ｔ曲线见图５㊂当检测电位为－０．１Ｖ时，电流值几乎无变化；当检测电位为－０．２Ｖ时，电流值变化较弱，在图中不明显㊂当电流值为－０．３Ｖ时，电流值变化明显且较为稳定；当检测电位为－０．４Ｖ时，电流值虽有变化，但由于电流波动较大，所以电流变化在图中不明显，原因可能是基线不平㊂因此ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ无酶血糖传感器的最佳检测电位为－０．３Ｖ，后续检测都在－０．３Ｖ电位下进行㊂图５㊀不同检测电位对传感器性能的影响２．３㊀工作曲线的绘制在ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ复合材料基础上，采用无酶生物传感器促进葡萄糖的氧化，并测定在恒电位下通过ｉ－ｔ方法获得催化氧化电流㊂图６显示ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ在－０．３Ｖ电位下对葡萄糖催化的电流响应曲线，５０ｓ间隔连续添加至０．１ＭＰＢＳ（５次添加）㊂加入葡萄糖后电极迅速反应，达到９５％的稳态电流小于２ｓ（见图６），表明传感器对葡萄糖的反应迅速和敏感㊂图７显示了无酶葡萄糖生物传感器的工作曲线㊂在最优实验条件下，分别对不同浓度的葡萄糖进行检测，响应电流与葡萄糖浓度在０．０１ ０．４ｍｏｌ／Ｌ范围内呈良好的线性关系，线性方程为ｙ＝１．３０４６ｘ－０．００１８６（ｙ为传感器响应电流值，ｘ为葡萄糖浓度），相关系数为０．９９８７３，最低检测限为１．４３μｍｏｌ／Ｌ（Ｓ／Ｎ＝３）㊂２．４㊀传感器的特异性及稳定性以抗坏血酸（ＡＡ）㊁多巴胺（ＤＡ）㊁尿酸（ＵＡ）㊁二羟基苯乙酸（ＤＯＰＡＣ）等为干扰物质，将其添加到葡萄糖溶液中，按照最佳条件进行电化学检测，并计算干扰物质对葡萄糖响应电流值的影响，如图８所示㊂结果表明，在特异性实验中，抗坏血酸对响应电流值的影响为１．６６％，Ｌ－多巴胺对响应电流值的影响为㊀㊀㊀㊀㊀８㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｙ．２０１９㊀图６㊀ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ传感器对葡萄糖的电流响应曲线图７㊀葡萄糖的标准曲线２．２５％，尿酸对响应电流值的影响为０．６０％，二羟基苯乙酸对响应电流值的影响为２．２５％㊂所加入的干扰物质对构建的无酶血糖传感器的影响较小，尤其是尿酸，对电流的干扰仅仅为０．６０％，表明该传感器有较强的抗干扰能力㊂图８㊀干扰物质对ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ无酶血糖传感器的影响在最优条件下将３个在相同条件下制备的ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料修饰的金电极，置于湿润环境下４ħ冰箱保藏，隔５ｄ测试，检测其对葡萄糖的安培响应，结果显示在储备时间达到２０ｄ时，响应电流仅下降到初始值的８０％，表明该传感器具有良好的稳定性㊂３㊀结论以柿单宁为成膜物质，通过抗坏血酸直接还原制备ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ纳米复合材料㊂基于ＲＧＯ－ＰＴ纳米杂化体的良好的生物相容性和电子转移能力以及Ｐｔ－Ｐｄ纳米粒子高效的催化性能，开发了一种基于ＰＴ－ＲＧＯ－Ｐｔ－Ｐｄ／ＧＥ新型的无酶葡萄糖生物传感器㊂该无酶葡萄糖传感器的响应电流与葡萄糖浓度在０．０１ ０．４０ｍｏｌ／Ｌ范围内呈良好的线性关系，最低检测限为１．４３μｍｏｌ／Ｌ，响应时间２ｓ㊂这种新颖的无酶血糖生物传感器灵敏度高㊁选择性好㊁稳定性强，有望应用于临床实际样本的检测，为糖尿病中的血糖检测提供高灵敏度㊁高选择性的快速检测方法㊂参考文献：［１］㊀ＥＬ－ＡＤＳＥＨ，ＧＡＬＡＬＡ，ＡＴＴＡＮＦ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｇｌｕｃｏｓｅａｔｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｍｏｄｉｆｉｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ／ＳｒＰｄＯ３，ｅ⁃ｌｅｃｔｒｏｄｅ⁃Ｔｏｗａｒｄｓａｎｏｖｅｌｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１５，７４９：４２－５２．［２］㊀ＣＨＥＮＸ，ＰＡＮＨ，ＬＩＵＨ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｏｗｅｒ⁃ｓｈａｐｅｄＡｕ＠Ｐｄｃｏｒｅ⁃ｓｈｅｌｌｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｍｏｄｉｆｉｅｄｇｌａｓｓｙｃａｒｂｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２０１１，５６（２）：６３６－６４３．［３］㊀ＳＴＥＥＬＥＪＡ，ＨＡＬＬéＪＰ，ＰＯＮＣＥＬＥＴＤ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｃｅｌｌｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｄｉａｂｅｔｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒｙＲｅｖｉｅｗｓ，２０１４，６７－６８（１）：７４－８３．［４］㊀ＣＨＯＵＤＨＡＲＹＭ，ＳＨＵＫＬＡＳＫ，ＴＡＨＥＲＡ，ｅｔａｌ．Ｏｒｇａｎｉｃ⁃ｉｎｏｒｇａｎｉｃｈｙｂｒｉｄｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒａｓｓｅｍｂｌｙ：Ａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｌａｔ⁃ｆｏｒｍｆｏｒｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．ＡＣＳＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，２（１２）：２８５２－２８５８．［５］㊀ＺＨＡＮＧＰ，ＺＨＡＯＸ，ＪＩＹ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｉｎｔｏａｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓｍｅｍｂｒａｎｅｆｏｒｄｕａｌ⁃ｐｕｒｐｏｓｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＢ，２０１５，３（１２）：２４８７－２４９６．［６］㊀ＺＨＡＩＹ，ＬＩＪ，ＣＨＵＸ，ｅｔａｌ．ＭｏＳ２ｍｉｃｒｏｆｌｏｗｅｒｓｂａｓｅｄｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｎｏｎ⁃ｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｄｅ⁃ｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１６，６７２：６００－６０８．［７］㊀罗明荣，王良良，张亚静，等．基于聚多巴胺／铜微粒自组装多层膜的无酶葡萄糖传感器［Ｊ］．分析化学，２０１６，４４（６）：８８２－８８７．［８］㊀ＺＨＡＮＧＪ，ＸＵＣ，ＺＨＡＮＧＲ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｃｏｂａｌｔｔｕｎｇｓｔａｔｅｍｉｃｒｏｒｉｎｇｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｎｏｎｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１８，２１０：２９１－２９４．［９］㊀ＴＡＮＧＹ，ＬＩＵＱ，ＪＩＡＮＧＺＹ，ｅｔａｌ．ＮｏｎｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｉｃｏｓａｈｅｄｒｏｎＡｕＰｄ＠ＣｕＯｃｏｒｅｓｈｅｌｌｎａｎｏｐ⁃ａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄＭＷＣＮＴ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＢＣｈｅｍｉｃａｌ，２０１７，２５１：１０９６－１１０３．（下转第３３页）㊀㊀㊀㊀㊀第５期梁伟健等：电容式微机械超声换能器阵列的发射电路设计３３㊀㊀计的电路实现了ＣＭＵＴ阵列的线性扫描功能，收发隔离电路可将高压脉冲信号幅值衰减至２Ｖ以内㊂电路可以灵活地对脉冲参数㊁线扫方式进行编程，也可用于ＣＭＵＴ的相控发射，达到了设计的预期㊂参考文献：［１］㊀栾桂冬．电容ＭＥＭＳ超声换能器研究进展［Ｊ］．应用声学，２０１２（４）：２４１－２４８．［２］㊀ＲＵＩＺ，ＺＨＡＮＧＷ，ＨＥＣ，ｅｔａｌ．Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｉｍａｇｉｎｇｕｓｉｎｇａ１ˑ１６ＣＭＵＴｌｉｎｅａｒａｒｒａｙ：［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ，２０１６，１６（３）：３１２．［３］㊀ＣＨＥＮＫ，ＬＥＥＨＳ，ＣＨＡＮＤＲＡＫＡＳＡＮＡＰ，ｅｔａｌ．ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃｉｍａｇｉｎｇｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｄｅｓｉｇｎｆｏｒＣＭＵＴ：Ａｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ３０－Ｖｐｐｐｕｌｓｅ⁃ｓｈａｐｉｎｇｐｕｌｓｅｒｗｉｔｈｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄａｎｏｉｓｅ⁃ｏｐｔｉｍｉｚｅｄＲｅｃｅｉｖｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｌｉｄ⁃ＳｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ，２０１３，４８（１１）：２７３４－２７４５．［４］㊀ＭＵＮＴＡＬｌＰＬ，ＬＡＲＳＥＮＤ，ＦæＲＣＨＫＵ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒＣＭＵＴｓ［Ｊ］．ＡｎａｌｏｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ＆ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２０１６，８９（１）：２５－３４．［５］㊀李玉平．面向水下成像应用的电容式微机械加工超声波换能器线阵设计与测试［Ｄ］．太原：中北大学，２０１５：２４－３２．［６］㊀ＣＡＩＭ．ＡＰｏｌｙＭＵＭＰｓＣａｐａｃｉｔｉｖｅＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ．［Ｄ］ｖａｎｃｏｕｖｅｒ：ｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｂｒｉｔｉｓｈｃｏｌｕｍｂｉａ，２０１１：６６－６７．［７］㊀何为，王平，罗晓华．数字超声成像原理和架构体系设计［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１４．作者简介：梁伟健（１９９２ ），硕士研究生，主要研究领域为超声成像系统的前端电路设计㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉａｎｇｗｊ＿ｍｃ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ通讯作者：张文栋（１９６２ ），教授，博士，主要研究领域为动态测试技术与智能仪器㊁微型机电系统（ＭＥＭＳ）等㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｄｚｈａｎｇ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ（上接第８页）［１０］㊀田雅坤，孟二超，刘萌，等．基于贵金属纳米材料的无酶葡萄糖传感器研究进展［Ｊ］．化工新型材料，２０１７（２）：３４－３６．［１１］㊀ＨＳＵＣＬ，ＦＡＮＧＹＪ，ＨＳＵＥＨＴＪ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎｅｎｚｙｍａｔｉｃｇｌｕ⁃ｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎＡｕ／ＺｎＯｃｏｒｅ⁃ｓｈｅｌｌｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｅｃｏｒａｔｅｄｗｉｔｈＡｕｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｅｎｈａｎｃｅｄｗｉｔｈｂｌｕｅａｎｄｇｒｅｅｎｌｉｇｈｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＢ，２０１７，１２１（１４）：２９３１－２９４１．［１２］㊀ＲＵＭＭＥＬＩＭＨ，ＲＯＣＨＡＣＧ，ＯＲＴＭＡＮＮＦ，ｅｔａｌ．Ｇｒａ⁃ｐｈｅｎｅ：Ｐｉｅｃｉｎｇｉｔｔｏｇｅｔｈｅｒ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１１，２３（３９）：４４７１－４４９０．［１３］㊀郑海松，毛慎，丁顺，等．纳米金－还原氧化石墨烯修饰葡萄糖氧化酶传感器的制备及其电流法检测饮料中的葡萄糖［Ｊ］．分析测试学报，２０１７（９）：１１１４－１１１８．［１４］㊀ＹＩＮＨ，ＺＨＯＵＹ，ＭＡＱ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｇｕａｎｉｎｅａｎｄａｄｅｎｉｎｅｏｎｇｒａｐｈｅｎｅ⁃Ｎａｆｉｏｎｃｏｍ⁃ｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｍｏｄｉｆｉｅｄｇｌａｓｓｙｃａｒｂｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌ⁃ｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｓｓＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，４５（１０）：１７０７－１７１２．［１５］㊀ＷＡＮＧＺ，ＬＩＸ，ＬＩＡＮＧＨ，ｅｔａｌ．Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ，ｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＡｕ３＋，Ｐｄ２＋ａｎｄＡｇ＋ｉｏｎｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｆｒｏｍａ⁃ｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓｂｙｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｐｅｒｓｉｍｍｏｎｔａｎｎｉｎ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣ，２０１７，７９：２２７－２３６．［１６］㊀ＺＨＥＮＧＹ，ＷＡＮＧＡ，ＷＡＩＷ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｐｒｅｐａｒａ⁃ｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ⁃ｓｉｌｖｅｒｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｓｉｎｇＰｌｅｃｔｒａｎｔｈｕｓａｍｂｏｉｎｉｃｕｓ，ｌｅａｆｅｘｔｒａｃｔａｎｄｉｔｓｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．ＥｎｚｙｍｅａｎｄＭｉｃｒｏｂｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，９５：１１２－１１７．作者简介：薛叶薇（１９９２ ），硕士研究生，主要从事生物传感与仪器研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１８２９１４５５４１９＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：黄勇（１９７３ ），教授，博士，主要研究方向为医学生物传感㊁生物纳米材料的制备与应用㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｙｏｎｇ５０３＠１２６．ｃｏｍ李桂银（１９７２ ），教授，博士，主要研究方向为生物医学传感器与智能仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｇｕｉｙｉｎ０１＠１６３．ｃｏｍ（上接第２５页）［４］㊀ＭＵＫＡＤＩＬ，ＧＵＹＣ，ＬＥＧＲＯＳＲ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｃａｌｅ⁃ｕｐｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅｉｎａｎｉｎｔｅｒｎａｌｌｙｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，１９９９（５４）：３０７１－３０７８．［５］㊀薛倩，王化祥，高振涛．基于双截面电容层析成像技术的两相流速测量［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１２（３２）：８２－８８．［６］㊀罗琴，赵银峰，叶茂，等．电容层析成像在气固流化床测量中的应用［Ｊ］．化工学报，２０１４，６５（７）：２５０４－２５１２．［７］㊀ＳＵＮＭ，ＬＩＵＳ，ＬＥＩＪ，ｅｔａｌ．Ｍａｓｓｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｐｎｅｕ⁃ｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｖｅｙｅｄｓｏｌｉｄｓｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｍｏ⁃ｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，１９：０４５５０３．［８］㊀ＭＡＫＫＡＷＩＹＴ，ＯＣＯＮＥＲ．Ｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｄｒ⁃ｙｉｎｇｏｆｍｏｉｓｔｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｉｎａｂｕｂｂｌｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００９，３２（１）：６４－７２．［９］㊀薛倩，王化祥，马敏，等．基于改进互相关法的气固两相栓塞流速测量［Ｊ］．化工学报，２０１４．６５（１０）：３８２０－３８２８．［１０］㊀ＳＡＯＵＤＡ，ＭＯＳＯＲＯＶＶ，ＧＲＵＤＺＩＥＮＫ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｇａｓｓｏｌｉｄｓｗｉｒｌｆｌｏｗｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙａｎｄｃｒｏｓｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．ＦｌｏｗＭｅａｓ⁃ｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，２０１７，５３：１３３－１４０．［１１］㊀阚哲，邵富群，丁岚．基于静电传感器的相关流速测量［Ｊ］．沈阳工业大学学报，２０１０，３２（１）：９０－９４．［１２］㊀ＺＨＡＯＺＱ，ＭＡＬＬ，ＹＩＮＸＬ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｂｉｏｍａｓｓｃｉｒ⁃ｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎａｃｌａｐｂｏａｒｄ⁃ｔｙｐｅｉｎｔｅｒｎａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｄｖａｎｃｅｓ，２００９（２７）：６１２－６１５．作者简介：王中武（１９９２ ），硕士研究生，主要研究领域为多相流参数检测㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１４３５０５４４３３＠ｑｑ．ｃｏｍ李俊（１９７２ ），博士后，副教授，主要研究多相流参数检测㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：２２６３３７３６２９＠ｑｑ．ｃｏｍ。
基于石墨烯的新型谐振式磁传感器仿真研究
基于石墨烯的新型谐振式磁传感器仿真研究摘要：谐振式传感器因具备体积小、分辨率高、精度高等优势极具应用前景。
本文提出了一种由石墨烯纳米机械振子、Si/SiO2衬底以及磁致伸缩材料(Fe83Ga17)组成的高频、高可调谐性谐振式磁传感器。
该磁传感器利用了石墨烯谐振器的高谐振频率特性，通过测量石墨烯的频移来检测外部磁场的大小。
我们利用有限元分析方法，对传感器的谐振频率随外部磁场大小（1mT~1.6mT）变化的函数关系作了线性拟合，灵敏度可达105kHz/mT。
同时，通过优化磁传感器的部分结构，如减小薄膜尺寸、衬底以及磁致伸缩材料的厚度，使得单层石墨烯的磁场灵敏度可达834kHz/mT，比传统的谐振式磁传感器高出2~3个数量级。
结果显示，基于磁致伸缩效应的石墨烯谐振式磁传感器具有潜在的应用前景。
关键词：磁传感器；石墨烯；灵敏度；磁致伸缩效应0 引言磁传感器在导航、探测、医学等领域[1-3]有着广泛的应用，其种类也越来越多样化。
基于MEMS技术的谐振式磁传感器[4]具有体积小、重量轻、成本低等优势，是近年来学者们研究的热点。
目前，谐振式磁传感器的主流做法是在晶体硅上加工谐振结构，利用载流线圈和外加磁场相互作用产生的洛伦兹力来驱动谐振结构发生微小形变，并最终通过光学[5]、电学[6]等方式来检测。
但由于驱动谐振结构需要较大的电流以产生洛伦兹力，因此功耗较大且总体结构较为复杂。
近年来，磁致伸缩材料作为一类尺寸可以随外界磁场变化的合金材料逐渐引起了学者们的关注。
由于此类合金材料可直接感知外界磁场的变化而产生周围的应力变化，越来越多的学者开发出了基于磁致伸缩效应的谐振式磁传感器[7,8]。
该系统结构简单，驱动方式较为容易，但谐振结构的谐振频率还有待提升。
石墨烯作为一种新兴的二维超薄纳米材料，以出色的机械和电学性能迅速引起了传感器领域专家学者的广泛关注。
随后，一系列针对石墨烯谐振式传感效应及相关器件的研究工作得到开展。
氧化石墨烯研究报告
石墨烯调研报告（氧化石墨烯应用）石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单兀。
它具有咼电导、咼热导、咼硬度和咼强度等奇特的物理、化学性质，在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。
但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，限制了其广泛应用。
氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题，它是石墨烯的派生物，与石墨烯的结构大体相同.只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团，平面上含有-OH和C-O-C，而在其片层边缘含有C = O和COOH。
与石墨烯相比，氧化石墨烯有更加优异的性能，其不仅具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。
有不少专家学者对氧化石墨烯的制备及应用进行了深入研究，其中氧化石墨烯复合材料的发展十分迅速，进一步拓展了氧化石墨烯的应用领域。
1氧化石墨烯的制备目前，氧化石墨烯的制备工艺相对成熟，比较传统的化学方法主要有Brodie 法、Staudenmaier法、Hummers法，现今仍在沿用，只是在各方法基础上做了略微改进。
这些方法的制备原理都是将石墨在强酸和少量强氧化剂的共同作用下形成1阶的石墨层间化合物，然后此层间化合物在过量强氧化剂的作用下继续发生深度液相氧化反应，水解后得到氧化石墨，最后通过超声或者长时间搅拌氧化石墨和水的混合物即可获得氧化石墨烯，产物的氧化程度及合成T艺与反应时间有关，可以通过C、O的原子比进行衡量。
Brodie法和Staudenmaier法氧化程度高，但反应过程中会产生CI02、N02或者N2O4等有害气体且反应时间长，而Hummers法反应时间短，无有毒气体CI02产生，安全性较高，因而成为制备氧化石墨烯普遍使用的方法。
但是此反应过程中需控制的工艺因素较多，过量的高锰酸离子会造成潜在的污染，因而需要用H2O2进行处理，并加以水洗和透析。
氧化石墨烯薄膜电阻式湿度传感器研究
氧化石墨烯薄膜电阻式湿度传感器研究
孟德帅;曹阳;李镇全;胡冰娇;尚钰斐;虞晟;胡场翔
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】为研制一种高灵敏、快响应的湿度传感器,选用单层氧化石墨烯分散液为原料,将其滴涂于μm级宽度的电极沟道上,自然干燥成膜后,制得了基于氧化石墨烯薄膜的电阻式湿度传感器。
研究了单层氧化石墨烯分散液浓度、电极沟道宽度这2个关键参数对传感器性能的影响规律并得出最优参数。
最优传感器的响应时间和恢复时间都达到0.3 s左右,灵敏度最高达399%,相对湿度检测范围为5%~90%。
使用最优传感器演示了对人体呼吸的监测和对人体手指的非接触式响应。
【总页数】6页(P19-23)
【作者】孟德帅;曹阳;李镇全;胡冰娇;尚钰斐;虞晟;胡场翔
【作者单位】北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.1
【相关文献】
1.自供能柔性氧化石墨烯湿度传感器的喷墨印刷制备及性能研究
2.基于氧化石墨烯的ST-cut声表面波高性能湿度传感器
3.基于氧化石墨烯的微悬臂梁湿度传感器
4.温度不敏感的柔性氧化石墨烯湿度传感器研究
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基于氧化石墨烯的传感器研究介绍
随着科技的发展和社会的进步，人们对生活质量和安全性的要求越来越高，而传感技术的发展已经成为满足这种需求的关键技术之一。
氧化石墨烯作为一种新型材料，因其优异的导电性、化学稳定性、高特异性和灵敏度等特点，被广泛应用于传感器领域。
本篇文章将从氧化石墨烯的基本性质和制备方法出发，介绍一些基于氧化石墨烯的传感器的研究进展和应用前景。
氧化石墨烯的基本性质
氧化石墨烯是由石墨烯通过氧化反应制备而成的一种材料，其结构类似于石墨烯，只是其中的部分碳原子通过氧化作用与氧原子相连，形成了碳氧键。
氧化石墨烯具有较高的化学稳定性、导电性和机械强度，并且还具有一些特殊的化学、物理和光电性质。
1.导电性
氧化石墨烯的导电性能超过大多数半导体材料和普通的金属材料，属于半导体材料。
其导电性可以通过改变材料的结构和组成来调节。
2.机械性能
氧化石墨烯具有极高的机械强度和硬度，可以作为电子设备的基板和传感器的载体。
3.化学稳定性
氧化石墨烯的化学稳定性高，可以在不同的介质中保持稳定，吸附不同的分子和离子。
4.生物相容性
氧化石墨烯表面的羟基和羧基可与细胞膜上的羟基或氨基形成氢键和盐桥，具
有一定的生物相容性，可以用于生物传感器领域。
制备方法
目前，氧化石墨烯制备方法主要包括化学氧化法、石墨烯还原氧化法、热氧化法、等离子体氧化法等。
1.化学氧化法
化学氧化法是制备氧化石墨烯的主要方法之一。
该方法利用硝酸、高锰酸钾等
化学试剂对石墨材料进行氧化处理，形成氧化石墨烯。
该方法制备时间短，成本低，可以在大规模生产中进行应用。
2.石墨烯还原氧化法
该方法采用石墨烯氧化后，在还原剂的作用下去除氧原子恢复成石墨烯。
该方
法制备简单，可控性好，但还原后石墨烯的质量较难控制。
3.热氧化法
热氧化法是将石墨材料在高温高氧气氛条件下进行氧化处理，形成氧化石墨烯。
该方法制备时间长，成本高，但氧化石墨烯的质量较好。
4.等离子体氧化法
等离子体氧化法是在等离子体的作用下对石墨材料进行氧化处理，形成氧化石
墨烯。
该方法对石墨材料的形态和结构变化小，提高了材料的质量和稳定性。
氧化石墨烯传感器的研究进展
随着氧化石墨烯的应用不断拓展，越来越多的研究者开始将其应用于传感器领域，并取得了一系列重要的研究成果。
本节将针对氧化石墨烯在传感器领域的研究进展进行简要介绍。
1.生物传感器
利用氧化石墨烯作为传感器载体和传感元件，可以制备出具有高灵敏度、高特异性和高选择性的生物传感器，用于检测生物分子和细胞的浓度、活性和位置等信息。
例如，氧化石墨烯可以制备出高灵敏度的DNA传感器和蛋白质传感器，用于检测不同浓度的DNA序列和蛋白质。
2.电化学传感器
氧化石墨烯在电化学传感器中的应用主要包括催化传感器和生物传感器两种类型。
通过改变氧化石墨烯的导电性、光电性等性质，可以让传感器对目标物质的检测灵敏度和特异性都得到较大提高。
例如，氧化石墨烯-金纳米颗粒复合材料被用作氧化还原反应催化剂，用于检测葫芦素B的浓度。
3.光学传感器
氧化石墨烯在光学传感器中的应用主要包括表面等离子体共振传感器和荧光传感器。
该方法利用氧化石墨烯表面与目标物质之间的相互作用，产生光学信号，进行目标物质的浓度测量。
例如，研究人员利用氧化石墨烯/聚苯乙烯复合材料制备荧光传感器，用于检测二甲基黄的浓度。
4.气体传感器
氧化石墨烯可以用于制备具有高灵敏度的气体传感器，主要应用于有害气体的检测和监测领域。
例如，研究人员采用氧化石墨烯制备出CO气体传感器，对不同浓度的CO气体进行检测，并取得了良好的检测结果。
氧化石墨烯传感器的应用前景
对于氧化石墨烯传感器的应用前景，可以从以下三方面进行探讨。
1.多功能化
随着各类氧化石墨烯材料的不断研制和改进，可以实现对其多种功能性质的调控，例如磁性、发光性、光学性等，从而使其具有更为广泛的应用场景。
2.实时监测
传感器通常用于实时监测物质信息，在生物医学、环境监测等领域，随着对实时监测需求的增加，对氧化石墨烯传感器的需求也不断增加。
3.快速检测
传感器在现场快速检测和分析具有重要的应用价值，而氧化石墨烯传感器以其灵敏度高、响应速度快等特点，正成为物质检测与分析领域快速检测的有力工具。
结语
氧化石墨烯作为一种新型材料，在传感器领域的应用前景广泛，不断涌现出具有挑战性和应用价值的研究成果。
未来，我们期待着更为专业的研究和更为实用的应用，让氧化石墨烯传感器真正实现从科研领域到商业领域的过渡。