|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Разработка высокоэффективных электрохимических сенсоров на основе массивов наноразмерных электродовНИР
Development of high efficiency electrochemical sensor based on nanoelectrode array
- Руководитель НИР: Росляков И.В.
- Участники НИР: Леонтьев А.П.
- Подразделение: НИЛ двойного слоя и электрохимической кинетики
- Срок исполнения: 2 марта 2020 г. - 31 декабря 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 075-15-2020-264
- Номер ЦИТИС: АААА-А20-120121890037-6
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.33 Электрохимия
- Классификатор OECD: Электрохимия
-
Ключевые слова:
электрохимический сенсор, наноэлектрод, темплатное электроосаждение, анодный оксид алюминия
electrochemical sensor, nanoelectrode, template electrodeposition, anodic alumina -
Описание:
Разработка метода формирования упорядоченных массивов наноразмерных электродов в качестве универсальной платформы для создания высокоэффективных (био)электрохимических сенсоров
-
Abstract:
Here, we present a new design of the gold nanoelectrode arrays (NEAs) with a tuneable recess of metal electrodes under the surface of the AAO template. Easy variation of recess depth opens opportunities for wide application of designed NEAs in electroanalytical chemistry, electrocatalysis, and bioelectrochemistry. The prepared gold NEAs are quantitatively characterized using electrochemical methods and scanning electron microscopy.
-
Планируемые результаты:
Будет разработан метод получения упорядоченных массивов наноразмерных электродов. На основе этой платформы будут созданы электрохимические сенсоры на H2O2 (одного из важнейших аналитов в биосенсорике), обладающие высокой стабильностью сигнала.
-
Научный задел:
Наиболее эффективным методом формирования массива наноразмерных электродов является электроосаждение металла в пористую матрицу. В качестве темплата в ходе выполнения настоящего исследования будут использованы мембраны анодного оксида алюминия (АОА), формируемые с помощью электрохимического окисления алюминия в кислых электролитах. Данный пористый материал отличается простотой получения, а также возможностью точного контроля геометрических параметров матрицы (толщина, диаметр каналов и расстояние между ними) путем варьирования условий анодирования (напряжение, продолжительность, состав, концентрация и температура электролита). В узком диапазоне условий эксперимента наблюдается упорядочение каналов в гексагональный массив, что обеспечивает высокую плотность пор, а также узкое распределение каналов по размерам. Несмотря на широкое распространение метода темплатного электроосаждения для формирования анизотропных наноструктур различного состава и назначения, надежных способов получения нанонитей с чрезвычайно узким распределением по длине на сегодняшний день не существует. Отметим, что разброс расстояний индивидуальных нитей от поверхности электрода приведет к существенному различию вклада тока от каждого наноэлектрода в регистрируемый сигнал, что нежелательно для получения сенсорной системы с предсказуемыми воспроизводимыми характеристиками.
- Добавил в систему: Росляков Илья Владимирович
Источник финансирования НИР
| грант Президента РФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 2 марта 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Формирование массивов наноразмерных электродов Cu/Au с заданным характеристиками |
| Результаты этапа: Подобранные в работе условия осаждения позволяют добиться однородного в пределах 10% фронта роста для каждого из сегментов. Это приводит к равномерному заполнению темплата и формированию сплошного медного слоя на верхней поверхности, который обеспечивает электрический контакт для ~ 45 % наноэлектродов. В работе также показано, что нижний медный сегмент длиной несколько микрон может быть химически вытравлен в смеси пероксида водорода и серной кислоты, что открывает перспективы формирования сенсорного слоя на поверхности золотых наноразмерных электродов заглубленных относительно поверхности темплата. | ||
| 2 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Формирование электрохимических сенсоров на основе берлинской лазури на поверхности наноразмерных электродов |
| Результаты этапа: Cоздан прототип сенсорной системы на основе разработанного массива наноразмерных электродов. В качестве сенсорного материала использована берлинская лазурь. Сегмент берлинской лазури сформирован на поверхности массива электродов с помощью метода электрохимически индуцированного осаждения. Изучена операционная стабильность сенсора, а также определена зависимость аналитических характеристик от геометрических параметров системы. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".