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- 意大利科學發(fā)布可自我清潔的傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/2/9
近日，意大利的科學家們設計出了一個簡單廉價的電化學傳感器，該傳感器在紫外線的照射下可以進行“自我清潔”。從檢測水污染到血液中的藥物，這項研究為在環(huán)境和生物醫(yī)學工程領(lǐng)域，大量應用“自我清潔”電極的傳感器開辟了道路。
翻開任何一本生化傳感器領(lǐng)域的書籍，你都會發(fā)現(xiàn)大量與電化學裝置相關(guān)的內(nèi)容，而這也恰恰證明了以電化學反應為基礎的傳感器的重要性與優(yōu)越性。并且，目前科研人員通常利用在電極中摻雜納米材料的方法，使得電極擁有較高的比表面積，這不僅提高了傳感器的靈敏度，還降低了傳感器的價格，這些優(yōu)勢使得該方法越來越流行。
然而，基于納米材料的電極很難清潔，這阻礙了它們在環(huán)境和生物醫(yī)學傳感器上的應用。比如，河水中的雜質(zhì)會弄臟電化學傳感器，進而影響它們的使用。又比如，帕金森癥（Parkinson）患者的體內(nèi)通常會缺乏一種重要的神經(jīng)傳遞素——多巴胺，而在電化學分析檢測中這種化學分子會污染傳感器，使得傳感器不能重復使用。
為了解決傳感器易受污染問題，米蘭大學（the University of Milan)的 Luigi Falciola和他的團隊設計了一種表面涂有二氧化鈦的光敏電化學傳感器，該傳感器在紫外線的照射下可以自我清潔，并且能夠重復使用來檢測多巴胺。在二氧化鈦的底層，排列著高度有序的銀納米顆粒（實際的傳感工具）。
從自動清潔窗戶，汽車和水泥，到自動殺毒醫(yī)療器械，在表面附上二氧化鈦的方法在我們生活中越來越常見。這些應用都基于相同的化學原理：來自于陽光或者人造紫外線照射在傳感器上，使得二氧化鈦涂層上發(fā)生光催化反應，分解了有機污染物。Falciola團隊在他們研發(fā)的傳感器中應用了相同的原理。
Falciola解釋道，“在此之前，有幾個有關(guān)自我清潔電極的研究，但是我們的裝置更簡單，更便宜。”
此外， Falciola團隊還展示了二氧化鈦涂層不但具有自我清潔的功能，還可以保護納米顆粒形態(tài)的傳感涂層，防止銀傳感層氧化和降解。Falciola還補充道，“這個裝置不但不會老化，而且只需紫外線即可完成清潔。這真是一個意想不到的成果，我們?yōu)檠邪l(fā)出如此耐用的傳感器而感到高興。”
葡萄牙科英布拉大學（ the University of Coimbra）的電化學家 Christopher Brett認為：這項研究的應用前景很好，而且值得繼續(xù)深入研究。同時他指出：這種納米顆粒層還應該能夠推廣到其他特定分析物的檢測中。 并且，在普遍的常規(guī)分析中，尤其在實驗室之外的地方應用傳感器，需要縮短清潔時間(目前其清潔多巴胺需耗時1小時)。 Falciola也坦言道，“我們還有很多工作需要完成。研究團隊正在對清潔時間以及檢測裝置的局限性進行研究。”
Falciola總結(jié)道，“理論上，具有自動清潔功能的二氧化鈦層可用于任何電極，因此其可檢測的分析物不勝枚舉。我們的目標是：把這些類型的設備投入實際使用。為了實現(xiàn)這個目標，研究團隊希望與傳感器生產(chǎn)公司展開合作，并以此打造出一個商業(yè)原型樣機。”
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