微纳结构膜界面特性的压电传感与光电联合检测

本项目拟采用纳米材料单元、微纳加工技术在压电传感器表面构筑多孔纳米金、多孔硅、硅-贵金属纳米岛、纳米二氧化钛膜、光子晶体等具有代表性的膜层，搭建集光谱学、电化学、表面声阻抗为一体的检测系统，创新多参数高频压电传感技术，研究压电传感器在这些多孔膜条件下的响应特性以及质量校正和定量方法，为多孔非刚性膜层的界面过程提供真实可靠的质量变化信息。检测这些微纳结构的膜层在光、电、化学作用过程中的质量效应、光电效应、发光特性、折射率、吸收光谱、光电压（光电流）、电化学参数及界面电阻、电容等变化，结合表面粗糙度与形貌特征测定，多方面表征这些膜层的作用过程。配合表面生物功能性修饰，研究在微纳介孔环境束缚下的抗原/抗体反应、DNA分子间相互作用等大分子靶向作用过程，探讨生物大分子拓扑结构与功能的关系，构筑光、电、质量联用的多维信息的化学/生物传感器，开拓其化学/生物传感新用途，颇具创新性、学术价值和应用前景。

本项目采用水滴模板法、阳极氧化法、在线生长法、电喷雾法等成膜方法制备了光子晶体膜、二氧化钛纳米管膜、金属-有机框架膜、分子印迹等有序微纳结构材料，以压电传感器监测了其成膜动力学过程及其界面吸附过程，搭建了可同时监测光谱与表面质量变化的压电传感装置，采用多参数阻抗分析方法，研究压电传感器在这些微纳结构膜条件下的响应特性以及质量校正和定量方法，为多孔非刚性膜层的界面过程研究提供真实可靠的质量变化信息；将压电谐振与非接触电导检测技术联用,建立一种可以测定界面等效电路参数的简易装置与方法，并研制了用于离子色谱与毛细管电泳的双路柱端差分检测系统；以电化学、光谱等方法研究了几种掺杂单晶硅膜、 ZnO–Cu2O/石墨烯膜、Ce-Sb 掺杂 SnO2膜、聚乙二醇稳定的金纳米、CdSe量子点-碳纳米管-Nafion膜、 TiO2纳米管-C3N4膜、环境雌激素分子印迹膜等微纳结构膜材料的电学与光谱特性，建立了高灵敏度的检测重金属离子、雌二醇、藻青蛋白、生物相关小分子、酶活性的测定方法。相关研究成果已经在 Biosens. Bioelectron.、Sens.Actuators B、RSC Advances、Analyst、Talanta、J. Solid State Electrochem.、Colloids Surfaces A、Thin Solid Films、 Anal. Methods、中国化学快报等SCI 期刊上发表论文20篇，其它论文11篇， 申报国家发明专利3项。具有一定的创新性、学术价值和应用前景。