传感器也爱干净，自我清洁有木有
2015-02-05 21:12:13   来源：微迷   评论：0   点击：

近日，意大利的科学家们设计出了一个简单廉价的电化学传感器，该传感器在紫外线的照射下可以进行“自我清洁”。从检测水污染到血液中的药物，这项研究为在环境和生物医学工程领域，大量应用“自我清洁”电极的传感器开辟了道路。

翻开任何一本生化传感器领域的书籍，你都会发现大量与电化学装置相关的内容，而这也恰恰证明了以电化学反应为基础的传感器的重要性与优越性。并且，目前科研人员通常利用在电极中掺杂纳米材料的方法，使得电极拥有较高的比表面积，这不仅提高了传感器的灵敏度，还降低了传感器的价格，这些优势使得该方法越来越流行。

然而，基于纳米材料的电极很难清洁，这阻碍了它们在环境和生物医学传感器上的应用。比如，河水中的杂质会弄脏电化学传感器，进而影响它们的使用。又比如，帕金森症（Parkinson）患者的体内通常会缺乏一种重要的神经传递素——多巴胺，而在电化学分析检测中这种化学分子会污染传感器，使得传感器不能重复使用。

为了解决传感器易受污染问题，米兰大学（the University of Milan)的 Luigi Falciola和他的团队设计了一种表面涂有二氧化钛的光敏电化学传感器，该传感器在紫外线的照射下可以自我清洁，并且能够重复使用来检测多巴胺。在二氧化钛的底层，排列着高度有序的银纳米颗粒（实际的传感工具）。

从自动清洁窗户，汽车和水泥，到自动杀毒医疗器械，在表面附上二氧化钛的方法在我们生活中越来越常见。这些应用都基于相同的化学原理：来自于阳光或者人造紫外线照射在传感器上，使得二氧化钛涂层上发生光催化反应，分解了有机污染物。Falciola团队在他们研发的传感器中应用了相同的原理。

Falciola解释道，“在此之前，有几个有关自我清洁电极的研究，但是我们的装置更简单，更便宜。”

此外， Falciola团队还展示了二氧化钛涂层不但具有自我清洁的功能，还可以保护纳米颗粒形态的传感涂层，防止银传感层氧化和降解。Falciola还补充道，“这个装置不但不会老化，而且只需紫外线即可完成清洁。这真是一个意想不到的成果，我们为研发出如此耐用的传感器而感到高兴。”

葡萄牙科英布拉大学（ the University of Coimbra）的电化学家 Christopher Brett认为：这项研究的应用前景很好，而且值得继续深入研究。同时他指出：这种纳米颗粒层还应该能够推广到其他特定分析物的检测中。 并且，在普遍的常规分析中，尤其在实验室之外的地方应用传感器，需要缩短清洁时间(目前其清洁多巴胺需耗时1小时)。 Falciola也坦言道，“我们还有很多工作需要完成。研究团队正在对清洁时间以及检测装置的局限性进行研究。”

Falciola总结道，“理论上，具有自动清洁功能的二氧化钛层可用于任何电极，因此其可检测的分析物不胜枚举。我们的目标是：把这些类型的设备投入实际使用。为了实现这个目标，研究团队希望与传感器生产公司展开合作，并以此打造出一个商业原型样机。”