- 刘瑞清;邵小东;王金芝;赵苏旭;高可炎;臧予安琪;余善成;胡本慧;
多巴胺(DA)是中枢神经系统中一种重要的神经递质，通过柔性可穿戴传感器对其进行实时检测具有潜在临床应用价值。为了实现对多巴胺高灵敏的检测，以聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)为沟道材料制备了有机电化学晶体管(OECT)传感器。并通过利用多壁碳纳米管(MWCNT)负载的金纳米颗粒(AuNP-PDA@MWCNT)修饰OECT的栅极，有效提升了传感器对多巴胺的检测能力，检测范围宽(100 pmol/L～1 mmol/L),检测灵敏度高(在1μmol/L～1 mmol/L浓度范围内为247.9 mV/decade,是未修饰传感器的2.65倍),检测限低(100 pmol/L),而且对潜在的干扰物(如抗坏血酸、尿酸和葡萄糖等)展现出较好的抗干扰性能，在可穿戴设备方面具有很好的应用前景。
2022年09期 v.59;No.544 891-898+965页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K] [下载次数：713 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 陈延静;雷倩;王文达;徐宏妍;胡杰;
采用水热法和电化学沉积法制备了金纳米颗粒负载钴金属有机框架(MOF)核壳结构(AuNP@Co_3O_4/CoNW)。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其微观结构和化学组分进行了表征。构建了基于AuNP@Co_3O_4/CoNW纳米结构检测前列腺特异性抗原(PSA)的无标记型电化学免疫传感器。利用循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)和差分脉冲伏安(DPV)方法对其电化学性能进行了检测。实验结果表明，基于AuNP@Co_3O_4/CoNW纳米结构检测PSA的无标记型免疫传感器的线性检测范围为10~(-4)～100 ng/mL,最低检测限为0.06 pg/mL,且传感器具有良好的重现性和抗干扰性。
2022年09期 v.59;No.544 899-904+910页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 许福佳;苏淑靖;张丽丽;任婷;
基于谐振腔理论设计了一款适合在超高温下工作的无线无源温度传感器。通过对传感器进行建模分析，研究了传感器的各项参数对谐振频率的影响，确定了传感器的最佳结构尺寸。并且根据优化结果进行传感器的制作。该传感器以氧化铝陶瓷作为基底，采用丝网印刷技术将缝隙天线集成到基底上。最后，搭建测试平台对传感器的性能进行测试。结果表明，25～400℃时传感器的灵敏度为66.667 kHz/℃,400～1 000℃时传感器的灵敏度为216.667 kHz/℃。经过实验测试证明该传感器可应用于航空航天等领域的高温测量。
2022年09期 v.59;No.544 905-910页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：612 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 杨小平;谭凯;蒋力;刘光辉;李哲宏;
针对在山体滑坡倾角监测中微电子机械系统(MEMS)加速度计存在误差的问题，传统方法的补偿效果欠佳，且无法很好地对时间序列数据进行分析。为了提高山体姿态监测的精度，采用了一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)与长短期记忆(LSTM)网络相结合的MEMS加速度计误差补偿方法。将采集到的加速度数据转换成角度数据，然后通过1D-CNN与LSTM网络模型进行训练，设计了误差补偿的硬件系统，从而实现实时误差补偿。实验结果表明，与卡尔曼滤波和反向传播(BP)神经网络相比，X轴的均值和标准差分别为0.000 057°和0.000 033°,误差下降了一个数量级，说明1D-CNN与LSTM相结合的网络对MEMS加速度计具有更好的补偿效果，为将来应用在山体滑坡倾角监测中奠定了基础。
2022年09期 v.59;No.544 911-919+965页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 任杰;王平;唐峰;董云会;
基于负载金纳米粒子(Au NP)的CuS中空纳米多面体(CuS HNP)复合材料(Au NP@CuS HNP)构建了一种夹心型电化学免疫传感器，用于癌胚抗原(CEA)的灵敏检测。CuS HNP外层和壳内空腔存在丰富的反应位点，具有高的催化活性；Au NP的负载提高了Au NP@CuS HNP整体的导电性和生物相容性。Au NP@CuS HNP用作信号标签，连接标记抗体(Ab_2)的同时能够高效催化H_2O_2还原产生电流信号。以金三角纳米板(Au TNP)作为基底材料，保证了电极界面的稳定性并且促进界面电子的转移。构建的电化学免疫传感器在1 pg/mL～50 ng/mL的CEA质量浓度范围内具有良好的检测能力，检出限(LOD)为0.37 pg/mL,为临床实现CEA的快速检测提供了一种新的方法。
2022年09期 v.59;No.544 920-928页 [查看摘要][在线阅读][下载 1911K] [下载次数：277 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 都捷豪;石云波;李飞;石亦琨;曹慧亮;赵锐;
针对推挽式微电子机械系统(MEMS)谐振加速度计的结构分析了其工作原理，进行了工艺上的加工，并对加工中可能出现的问题进行了优化。依据推挽式MEMS谐振加速度计的结构尺寸以及测量精度需求，设计了符合要求的测控电路系统，包括了基于自激振荡的闭环驱动电路和等精度测频的频率检测电路。最后完成样机整表测试，结果表明：推挽式MEMS谐振加速度计的两个谐振器谐振频率分别为21.443和21.455 kHz,品质因数分别为3 063和3 065。在±1g的范围内，标度因数和标度因数重复性分别为204.42 Hz/g和3.11×10~(-5),零加速度样机频差为-12.91 Hz/g,零偏和零偏稳定性为0.06g和0.008 01g。
2022年09期 v.59;No.544 929-935页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] [下载次数：492 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]
- 李亚冰;付蕾浩;王振龙;赵振杰;李欣;
设计并制备了一种低成本的三维微流控芯片，通过芯片中的微腔室进行ZnO纳米棒的合成，探究微腔室中不同位置、腔室高度和体积流量下合成的ZnO纳米棒形貌和尺寸的变化规律。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对ZnO纳米棒的形貌和晶体结构进行表征。结果表明，利用该微流控芯片可实现图案化ZnO纳米棒阵列的生长；在流场的影响下，50μm高的微腔室内生长的ZnO纳米棒更为均匀。此外，在20μL/min体积流量下合成的ZnO纳米棒具有最大长径比，对异硫氰酸荧光素(FITC)标记的羊抗牛免疫球蛋白实现了最强的荧光增强效果。结果表明，基于三维微流控芯片的合成方法实现了图案化ZnO纳米棒阵列的生长，并以微腔室为单位为荧光检测提供了一种经济高效、高通量的方法。
2022年09期 v.59;No.544 936-944+974页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K] [下载次数：268 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 杨典哲;岳鹏;廉岚淇;赵文娟;刘绍鼎;
具有莫尔纹结构的微纳模板对手性结构的自组装制备具有重要的意义。提出了一种制备大面积具有手性莫尔纹结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳褶皱模板的方法，该方法操作简单且易于重复。实验中以商用数字化视频光盘(DVD)作为基础模板，在PDMS基片上预先复制DVD光栅结构，然后通过氧等离子体的处理，使受到氧化作用的PDMS表面杨氏模量增加，利用软硬膜层间的机械不稳定性诱导新的类光栅褶皱出现，通过调整两种光栅之间的夹角即可形成莫尔纹结构。实验表明在PDMS拉伸比为15%、等离子体功率13 W、气压0.2 mbar(1 bar=10~5 Pa)、处理时间60 s时，可有效制备莫尔角度覆盖±15°～±90°的莫尔纹模板。该方法可以实现厘米级具有莫尔纹结构微纳模板的制作，并且不需要采用刻蚀等微纳加工手段，有望对人工微纳手性结构的低成本制备提供新的思路。
2022年09期 v.59;No.544 945-951页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K] [下载次数：211 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 朱志乾;李苏皖;许俊;
通过在自支撑碳纤维布(CFC)上生长CoSe_2催化剂，促进对可溶性多硫离子的吸附与催化转化，达到抑制其在锂硫电池中穿梭效应的目的。采用常温电沉积法在CFC上生长Co(OH)_2纳米片，得到CFC/Co(OH)_2前驱体，然后通过气相硒化技术将该前驱体转变为CFC/CoSe_2纳米片复合材料。将CFC/CoSe_2用作锂硫电池中间层，并研究其催化性能对锂硫电池电化学性能的影响。研究结果表明，极性CoSe_2纳米片对多硫化物具有强化学吸附和高催化活性，有利于促进多硫化锂的转化，抑制穿梭效应。此外，导电CFC能够改善电子传输，减小电池的极化。相比于CFC中间层电池，CFC/CoSe_2中间层电池具有更高的倍率性能和良好的循环性能，在0.2 C(1 C=1672 mA/g)电流密度下电池的初始放电比容量为1 408 mA·h/g,在1 C的电流密度下循环500次后的放电比容量仍有755 mA·h/g,容量衰减率仅为0.060 4%。
2022年09期 v.59;No.544 952-957+974页 [查看摘要][在线阅读][下载 1491K] [下载次数：420 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 钟毓;陈章飞;梁炯洪;何鑫;
过渡金属硫化物由于出色的电导率、丰富的活性位点以及多组分的协同效应，是一种理想的电化学储能电极材料。采用简单的电沉积法在氧化铟锡(ITO)衬底表面制备了NiCoS基柔性透明储能电极，研究了NiCo组分对电极的表面形貌、元素组成、电化学性能和透过率等性能参数的影响规律。结果表明，优化的NiCoS基电极在0.05 mA/cm~2的电流密度下具有50.2 mF/cm~2的面积比电容，1 000次循环后具有良好的循环稳定性和117.71%的比电容保持率。NiCoS基电极作为一种柔性透明的电极，其在波长为550 nm处的透过率为69.70%,表明NiCoS基电极在柔性透明储能器件中具有较大的应用潜力。
2022年09期 v.59;No.544 958-965页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 马倩云;曾小清;冷仕年;翁婷;田荣;梁丽媛;尹雅洁;王德强;
纳米孔检测技术是通过电泳驱动电导液中待测物穿过纳米孔产生阻塞电流实现单分子检测的。目前受限于纳米孔的空间分辨率，对于分子量小于200 Da的尿酸(UA)等小分子化合物的直接识别和区分仍较为困难。为了构建小分子纳米孔检测生物传感器，目前的挑战是如何高效、可靠地将小分子信号转化为纳米孔容易检测到的信号。提出了一种基于别构因子效应的信号转导系统，用于开发UA纳米孔生物传感器。利用别构转录因子HucR结合特异性dsDNA片段作为生物识别元件，实现HucR识别UA的信号转导。UA可诱导HucR构象改变，使特异性的dsDNA片段从HucR蛋白中分离出来。在15 nm厚的SiN_x膜上，用介电击穿法制备直径约为4 nm的纳米孔，可以很容易地检测到释放的dsDNA片段，基于纳米孔的尿酸生物传感器实现了浓度超过50 nmol/L UA的响应。基于别构因子效应的信号转导系统与固态纳米孔相结合，可以检测到分子量小于200 Da的小分子。这种基于别构因子效应的信号转换策略为纳米孔小分子的检测提供了新的思路和方法。
2022年09期 v.59;No.544 966-974页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据