نانوحسگرهای بر پایه آلومینای آندایز نانومتخلخل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاه کاشان

چکیده

نانوحسگرها برای افزایش حساسیت و سرعت تشخیص روش‌های اندازه‌گیری کنونی مورد علاقه هستند. در سال‌های اخیر، آلومینای آندایز نانومتخلخل به دلیل مساحت سطح بالا، قابلیت کنترل بر حفرات، امکان اصلاح سطح آسان و زیست‌سازگاری به عنوان بستر برای توسعه نانوحسگرها مورد توجه قرار گرفته است. حسگرهای بر پایه آلومینای آندایز نانومتخلخل در دو دسته اپتیکی و الکتروشیمیایی قرار می‌گیرند. این حسگرها برای شناسایی مواد مختلفی همانند گازها و بخارات، گلوکز و کلسترول، مولکول‌های زیستی همانند پروتئین‌ها و DNA و حتی کل سلول همانند ویروس‌ها و باکتری‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در این مقاله، اصول کار انواع حسگر بر پایه آلومینای آندایز نانومتخلخل و پیشرفت‌هایی که در هر زمینه بدست آمده مرور شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nanosensors based on nanoporous anodized alumina

[1] W. Lee, and S. J. Park, Chemical
Reviews, 114, 7487-7556, (2014).
[2] G. Rajeev, B. Prieto Simon, L. F.
Marsal, and N. H. Voelcker, Advanced
Healthcare Materials, 7, 1700904,
(2018).
[3] M. Swierczewska, G. Liu, S. Lee, and
X. Chen, Chemical Society
Reviews, 41, 2641-2655, (2012).
[4] M. M. Jani, D. Losic, and N. H.
Voelcker, Progress in Materials
Science, 58, 636-704, (2013).
[5] L. Wen, R. Xu, Y. Mi, Y. Lei, Nature
Nanotechnology, 12, 244, (2017).
[6] W. Lee, K. Schwirn, M. Steinhart, E.
Pippel, R. Scholz, and U. Gösele,
Nature Nanotechnology, 3, 234,
(2008).
[7] G. Meng, Y. J. Jung, A. Cao, R. Vajtai,
and P. M. Ajayan, P. M. Proceedings of
the National Academy of Sciences,
102, 7074-7078, (2005).
[8] K. Wang, G. Liu, N. Hoivik, E.
Johannessen, and H. Jakobsen,
Chemical Society Reviews, 43, 1476-
1500, (2014).
[9] J. Martín, M. Martín-González, J. F.
Fernández, and O. Caballero-Calero,
Nature Communications, 5, 5130,
(2014).
دنیای نانو، سال شانزدهم )1399 ،)شماره پنجاه و هشت
ISC ترویجی - فصلنامه علمی 38
انجمن نانو فناوری ایران
دنیای نانو
[10] A. Santos, Nanoporous anodic
alumina photonic crystals:
Fundamentals, developments and
perspectives. Journal of Materials
Chemistry C, 5, 5581-5599, (2017).
[11] L. Zaraska, E. Wierzbicka, E.
Kurowska-Tabor, and G. D. Sulka,
Synthesis of nanoporous anodic
alumina by anodic oxidation of low
purity aluminum substrates. In
Nanoporous Alumina (pp. 61-106).
Springer, Cham, (2015).
[12] M. Michalska-Domanska, M.
Norek, W. J. Stepniowski, and B.
Budner, Electrochimica Acta, 105,
424-432, (2013).
[13] M. Michalska-Domnska, W. J.
Stepniowski, and L. R. Jaroszewicz,
Journal of Porous Materials, 24, 779-
786, (2017).
[14] A. M. M. Jani, I. M. Kempson,
D. Losic, and N. H. Voelcker,
Angewandte Chemie International
Edition, 49, 7933-7937, (2010).
[15] A. Debrassi, A. Ribbera, W.
M. de Vos, T. Wennekes, and H.
Zuilhof, Langmuir, 30, 1311-1320,
(2014).
[16] E. K. Schmitt, M. Nurnabi, R.
J. Bushby, and C. Steinem, Soft Matter,
4, 250-253, (2008).
[17] D. M. Dotzauer, J. Dai, L.
Sun, and M. L. Bruening, Nano letters,
6, 2268-2272, (2006).
[18] L. Sun, J. Dai, G. L. Baker,
and M. L. Bruening, Chemistry of
Materials, 18, 4033-4039, (2006).
[19] L. Liu, S. Y. Lim, C. S. Law,
B. Jin, A. D. Abell, G. Ni, and A.
Santos, Journal of Materials Chemistry
A, 7, 22514-22529, (2019).
[20] W. Linpé et al, ACS Applied
Nano Materials, 2, 3031-3038, (2019).
[21] Y. E. Silina, T. A.
Kychmenko, and M. Koch, Analytical
Methods, 8, 45-51, (2016).
[22] A. Pereira, F. Laplante, M.
Chaker, and D. Guay, Advanced
Functional Materials, 17, 443-450,
(2007).
[23] K. Vasilev, A. Michelmore, H.
J. Griesser, and R. D. Short, Chemical
Communications, 24, 3600-3602,
(2009).
[24] V. Romero et al, ACS Applied
Materials & Interfaces, 5, 3556-3564,
(2013).
[25] G. O. Ince, E. Armagan, H.
Erdogan, F. Buyukserin, L. Uzun, and
G. Demirel, ACS Applied Materials &
Interfaces, 5, 6447-6452, (2013).
[26] R. Urteaga, and C. L. Berli,
Nanoporous Anodic Alumina for
Optofluidic Applications. In
Nanoporous Alumina (pp. 249-269).
Springer, Cham, (2015).
[27] C. Eckstein, L. K. Acosta, L.
Pol, and E. Xifré-Pérez, J. Pallares, J.
Ferré-Borrull, and L. F. Marsal, ACS
Applied Materials & Interfaces, 10,
10571-10579, (2018).
[28] A. Santos, T. Kumeria, and D.
Losic, Trends in Analytical Chemistry,
44, 25-38, (2013).
[29] A. Santos, V. S. Balderrama,
M. Alba, P. Formentín, J.
Ferré‐ Borrull, J. Pallarès, and L. F.
Marsal, Advanced Materials, 24, 1050-
1054, (2012).
[30] A. Santos, G. Macías, J. Ferré-
Borrull, J. Pallarès, and L. F. Marsal, L.
F. ACS Applied Materials &
Interfaces, 4, 3584-3588, (2012).
[31] H. M. Hiep, H. Yoshikawa,
and E. Tamiya, Analytical
Chemistry, 82, 1221-1227, (2010).
[32] Dhathathreyan, The Journal of
Physical Chemistry B, 115, 6678-6682,
(2011).
[33] K. Hotta, A. Yamaguchi, and
N. Teramae, ACS Nano, 6, 1541-1547,
(2012).
[34] K. Kim et al, Analytical
Chemistry, 79, 1855-1864, (2007).
[35] G. Macias, L. P. HernándezEguía, J. Ferré-Borrull, J. Pallares, and
L. F. Marsal, ACS Applied Materials &
Interfaces, 5, 8093-8098, (2013).
[36] S. Law, S. Y. Lim, A. D.
Abell, and A. Santos, Analytical
Chemistry, 90, 10039-10048, (2018).
[37] A. Santos, T. Kumeria, and D.
Losic, Analytical Chemistry, 85, 7904-
7911, (2013).
[38] M. Nemati, A. Santos, T.
Kumeria, and D. Losic, Analytical
Chemistry, 87, 9016-9024, (2015).
[39] G. Macias, J. Ferré-Borrull, J.
Pallarès, and L. F.
Marsal, Analyst, 140, 4848-4854,
(2015).
[40] T. Kumeria, M. M. Rahman,
A. Santos, J. Ferré-Borrull, L. F.
Marsal, and D. Losic, ACS Applied
Materials & Interfaces, 6, 12971-
12978, (2014).
[41] S. Kaur, C. S. Law, N. H.
Williamson, I. Kempson, A. Popat, T.
Kumeria, and A. Santos, Analytical
Chemistry, 91, 5011-5020, (2019).
[42] A. P. Ferreira, C. V. Uliana, M.
de Souza Castilho, N. C. Pesquero, M.
V. Foguel, G. P. dos Santos, C. S.
Fugivara, A. V. Benedetti, and H.
Yamanaka, H., Amperometric
biosensor for diagnosis of
disease. State of the Art in BiosensorsEnvironmental and Medical
Applications, 12, 253-289, (2013).
[43] M. Alsawat, T. Altalhi, T.
Kumeria, A. Santos, and D. Losic,
Carbon, 93, 681-692, (2015).
[44] A. Drury, S. Chaure, M. Kröll,
V. Nicolosi, N. Chaure, and W. J.
Blau, Chemistry of Materials, 19,
4252-4258, (2007).
[45] Z. Qiao, H. Zhang, Y. Zhou,
and J. Zheng, Analytical Chemistry,
91, 5125-5132, (2019).
[46] Y. Chen, A. Santos, Y. Wang,
T. Kumeria, C. Wang, J. Li, and D.
Losic, Nanoscale, 7, 7770-7779,
(2015).
[47] de la Escosura-Muñiz, and A.
Mekoçi, Chemical
Communications, 46, 9007-9009,
(2010).
[48] H. L. Gao, M. Wang, Z. Q.
Wu, C. Wang, K. Wang, and X. H. Xia,
Analytical Chemistry, 87, 3936-3941,
(2015).
[49] T. Nguyen, G. Koh, H. S. Lim,
A. J. Chua, M. M. Ng, and C. S. Toh,
Analytical Chemistry, 81, 7226-7234,
(2009).
[50] X. Wang, and S. Smirnov,
ACS Nano, 3, 1004-1010, (2009).
[51] M. A. Kashi, A. Ramazani, H.
Abbasian, and A. Khayyatian, Sensors
and Actuators A: Physical, 174, 69-74,
(2012); K. Sharma, and S. S. Islam,
Sensors and Actuators B: Chemical,
237, 443-451, (2016).
[52] J. O. Carneiro, F. Machado, M.
Pereira, V. Teixeira, M. F. Costa, A.
Ribeiro, A. Cavaco-Paulo, and A. P.
Samantilleke, RSC Advances, 8,
37254-37266, (2018).
[53] L. Goubaidoulline, G. Vidrich,
and D. Johannsmann, Analytical
Chemistry, 77, 615-619, (2005).
[54] A. Ribes, E., Xifré-Pérez, E.
Aznar, F. Sancenón, T. Pardo, L. F.
Marsal, and R. Martínez-Máñez,
Scientific Reports, 6, 38649, (2016).
[55] Y. Chen, A. Santos, Y. Wang,
T. Kumeria, J. Li, C. Wang, and D.
Losic, ACS Applied Materials &
Interfaces, 7, 19816-19824, (2015).
[56] L. K. Acosta, F. Bertó-Roselló,
E. Xifre-Perez, A. Santos, J. Ferré-
Borrull, and L. F. Marsal, ACS Applied
Materials & Interfaces, 11, 3360-3371,
(2018).