问题：功能纳米材料的合成、组装及仿生界面的构建
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时间：2005-02-14 17:55:03 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

功能纳米材料的合成、组装及仿生界面的构建

中国纳米科技讨论之四

陈洪渊南京大学化学学院

该小组利用电化学和化学方法研制成各种特定功能的纳米粒子，通过表面修饰将其固定在基体支撑电极的表面而形成传感器件：将电化学方法与各种谱学方法相结合，考察表征其电化学性能与界面特性，进一步组装生物分子形成二维、三维有序结构，进行有关生物分子的电子传递机制和仿生催化的基础和应用研究。主要在下面两个大方面开展了工作。

一，功能纳米材料的制备与性能研究。

（1）利用超声波强烈的空化作用，在溶液体系中现场生成模板，合成出硒化镉纳米粒子空心球状团簇，避免了一般的除核过程；利用超声化学的方法分别制备出三角形纳米银盘和金环，并进行湘西表征；将电化学技术和超声技术结合起来，在Bi(NO)3/NTA/Na2SeSO3体系中得到了具有异质结构的Bi2Se3纳米棒。

（2）利用微波化学方法，实现了控制制备包括辐射状排列的晶须、立方体的晶粒和球状粒子等形态的铜、氧化铜、氧化亚铜和硫化铅纳米粒子。

（3）在十六烷基三甲基溴化铵的存在下，电化学控制合成了硒纳米管，并初步研究了其电化学性质，观察到硒纳米管具有良好的放电行为。

（4）发明了一种简单有效的制备锐钛矿纳米晶中孔球形聚集体的方法，该二氧化钛粉末显示出高效的光催化活性，可以在室温催化分解各种水中的有机染料污染物，同时还制备了CuI, CuBr, Bi2S3, CdSe, 和 PbSe等纳米材料；合成了氨基酸插层的类水滑石化合物，研究了中性纳米粒子Au插层的类水滑石化合物的形成。

二，纳米材料在电极和场效应管表面的组装和生物传感器的构建

（1）利用硒纳米粒子层特殊的固定化能力，构建了两种不同的过氧化氢生物传感器。

（2）利用新型纳米酞菁钴良好的成膜和强吸附性能，构建了稳定性和重复性好、生物亲和性好的纳米酞菁钴薄膜，发展了多种生物传感器：电位型抗坏血酸传感器、电流型葡萄糖和乳酸生物传感器。

（3）基于金胶－壳聚糖、金胶－壳聚糖－磷酸锆的生物复合膜传感器，实现了蛋白质和电极表面的直接电子传输。将GOD－壳聚糖－金纳米粒子生物复合物一步电沉积在电极表面，研制成灵敏的葡萄糖传感器。

（4）合成了普鲁士蓝（PB）修饰的FeO超顺磁纳米材料，并构建了无试剂型HO传感器；在壳聚糖－ZrO纳米粒子上实现了蛋白质在自组装膜内的直接电化学；将MnO2引入传感器的敏感层，研制成新型抗干扰葡萄糖传感器。

（5）合成了生物相容性的二氧化硅纳米材料，构建了高灵敏度的DNA电化学传感器。

（6）将层层组装技术应用于构建生物传感界面。制备了基于（PDDA/AuNP/PDDA/GOD）n多层膜的葡萄糖传感器，该传感器线性范围宽、灵敏度高。将乳酸氧化酶和MnO2纳米粒子引入场效应管的栅极，构建了高灵敏度的乳酸生物传感器；基于已提出的制备普鲁士蓝薄层的方法，进一步构建了基于普鲁士蓝薄层和聚甲苯胺蓝膜的多层组装葡萄糖传感器。

代表性论文：

1， X. F. Qiu, C. Burda, R. Fu, L. Pu, H. Y. Chen, J. J. Zhu, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 16276.

2， J. J. Xu, N Bao, X. H. Xia, Y. Peng, H. Y. Chen, Anal. Chem., 2004, 76(23), 6902.

3， J. J. Xu, W. Zhao, X. L. Luo, H. Y. Chen, Chem. Commun., 2004.

4， H. Wang, J. J. Miao, J. M. Zhu, H. M. Ma, J. J. Zhu, H. Y. Chen, Langmiur, 2004, 20, 11738.

5， D. Zhang, K. Zhang, Y. L. Yao, X. H. Xia, H. Y. Chen., Langmiur, 2004, 20, 7303.

6， L. P. Jiang, S. Xu, J. M. Zhu, J. R. Zhang, J. J. Zhu, H. Y. Chen, Inorg. Chem., 2004, 43, 5877.

7， J. J. Xu, X. L Luo, H. Y. Chen, Frontiers in Bioscience, 2005, 10, 420.

8， W. Zhao, J. J. Xu, H. Y. Chen, Frontiers in Bioscience, 2005, 10, 1060.

9， K. Wang, J. J. Xu, H. Y. Chen, Biosens. Bioelectron., 2005, 20(7), 1388.

10， Z. H. Dai, S. Q. Liu, H. X. Ju, H. Y. Chen, Biosens. Bioelectron., 2004, 19(8), 861.

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