纳米通道

假说纳米流体二极管最近引起了人们的强烈关注。设计这些器件常用的材料是膜基短纳米孔和取向碳纳米管束。基于单个PDMS纳米通道的纳米流控二极管的开发是非常理想和非常具有挑战性的，它更容易被引入芯片上的集成电子系统。聚电解质层层沉积可以改变PDMS纳米通道的尺寸和表面性质，为基于PDMS纳米通道开发高性能纳米流控二极管提供了新的可能性。实验通过聚电解质表面修饰，控制单个PDMS纳米通道的表面电荷和尺寸，提出了一种新颖的纳米流控二极管的设计。采用聚苯醚( PB )和硫酸右旋糖酐( DS )减小PDMS纳米通道尺寸，以满足LBL离子门控的要求，并在纳米通道末端产生相反的表面电荷。对这种纳米流控二极管的参数进行了系统的研究。在PB / DS改性纳米通道中，其整流比可高达218，是迄今报道的最好的。这种整流比随着高压频率和离子浓度的增加而降低，而在较短的纳米通道中则增加。

本研究采用等离子体引发聚二甲基硅氧烷( PDMS )沉积在二氧化硅纳米通道负载的氧化铟锡电极上，制备了一种新型的直接检测粗样品中咖啡因的电化学传感器。沉积的PDMS既含有原始的疏水的PDMS低聚物，也含有氧化的亲水性PDMS低聚物。用这两种润湿性相反的PDMS修饰的纳米通道只允许咖啡因等小两亲性分子通过，而其他亲水、疏水、大分子均被排斥。该修饰纳米通道电极具有良好的屏蔽性能，具有良好的抗干扰能力和防污染能力，可直接用于茶叶、牛奶、咖啡、焦炭等实际粗制品中咖啡因的检测，无需样品前处理。此外，该修饰电极具有良好的重复性和稳定性。相比之下，这些未经处理的样品直接使用常规电极时，观察到严重的干扰。咖啡因的线性范围在50 ~ 700μmol / L之间，检出限为20 nmol / L，该传感器为特定两亲性化合物的无干扰、无污垢分析提供了一种非常简单、快速、经济有效的方法，可扩展到广泛的应用。

纳米流体二极管最近引起了人们的强烈关注。设计这些器件常用的材料是膜基短纳米孔和取向碳纳米管束。基于单个PDMS纳米通道的纳米流控二极管的开发是非常理想和非常具有挑战性的，它更容易被引入芯片上的集成电子系统。通过层层沉积带电聚电解质可以改变PDMS纳米通道的尺寸和表面性质，为基于PDMS纳米通道开发高性能纳米流控二极管提供了新的可能性。通过聚电解质表面修饰，控制单个PDMS纳米通道的表面电荷和尺寸，设计了一种新型的纳米流控二极管。采用聚苯醚( PB )和硫酸右旋糖酐( DS )减小PDMS纳米通道尺寸，以满足LBL离子门控的要求，并在纳米通道末端产生相反的表面电荷。对这种纳米流控二极管的参数进行了系统的研究，本工作研制的这种纳米流控二极管具有很高的有效电流整流性能。在PB / DS改性纳米通道中，其整流比可高达218，是迄今报道的最好的。这种整流比随着高压频率和离子浓度的增加而降低，而在较短的纳米通道中则增加。

为了实现微纳流控器件中纳米通道的高效、高精度制造，提出了一种将纳米压印光刻技术与以氮化硅为键合层的聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道集成制造纳米通道的新方法。纳米压印技术具有模板纳米grOOVe尺寸的高精度复制和一次形成大量孔道的能力等优点。通过在纳米沟槽表面沉积氮化硅，提高其与经氧等离子体处理的PDMS的结合力，可使其结合强度承受0.3 MPa以上的压力。在此溶液中制备特征尺寸为100 nm的纳米通道的准确度可达95 %以上。利用该装置进行的荧光实验表明，该装置具有更好的富集能力，其机理可以用尺寸排斥富集效应来解释。