神奇的表面化学——油水分离膜的制备及应用
马兰, 何彩露, 刘子琪, 杨耀, 明清霞, 罗雪, 何天凤, 张李云
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311046
日常生活中的表面化学应用无处不在,从“荷叶效应”的自然现象,到特种工业制品的防水、防冻,抗污等性能,这看似生活化、简单的现象背后却蕴含着鲜为人知的表面原理。本实验通过在熔喷布膜表面层层自组装沉积植物多酚——单宁酸(TA)和铁离子Fe(III)配位化合物使其形成亲水涂层,再利用高碘酸钠(NaIO4)氧化儿茶酚基团促进多酚-金属网络在熔喷布膜表面的固定,进而实现织物从疏水到亲水的改性,最后利用油水分离装置展示膜的分离效果。实验通过展示材料的改性过程及材料改性前后性能差异,层层解析其背后蕴含的物理化学本质。此科普实验所用试剂绿色、操作简单、观赏性及互动性强、改性后的膜具有可循环利用的优势。在面向不同阶段的科普对象时我们采用梯度科普,深入浅出地讲解现象背后蕴含的原理和本质,让公众在获得知识的同时感受到表面化学的神奇和化学之美。该实验不仅可以用于科普实验也可以用于课堂教学,并且具有优异的应用前景。
关键词: 表面化学, 润湿反转, 膜材料, 多酚-金属配合物, 油水分离
用于丝网印刷光电化学生物传感器的功能纳米材料的最新进展
杨美清, 王路, 卢浩滋, 杨耀, 刘松
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202310046
光电化学(PEC)生物传感器因其低背景、高灵敏度、高特异性和快响应速度等优点而备受关注。近年来,一次性丝网印刷电极(SPE)的引入极大地推动了PEC生物传感器的发展,使丝网印刷PEC生物传感器成为一种应用前景广阔的分析工具。在丝网印刷PEC生物传感器的构建过程中,光活性纳米材料起着至关重要的作用,因为它们不仅可用作光电转换平台,还可用作生物识别元件的装载平台。然而,单纯的光活性材料通常存在一些缺点,比如固有的毒性、宽带隙、高的电子空穴对重组率等,因此,通过各种设计策略来改善光活性材料的光电特性是十分必要的。为了获得高灵敏度的丝网印刷PEC生物传感器,通常还需要将高性能光电极与各种信号放大策略相结合。鉴于此,我们在本文中首次对用于丝网印刷PEC生物传感器的光活性材料进行了系统总结,并将其归为四大类:金属氧化物、金属硫族化合物、碳纳米材料和铋基纳米材料。同时,我们重点关注了光活性材料的设计策略,例如形态调控、元素掺杂、异质结构建等。此外,我们还通过具有代表性的丝网印刷PEC免疫传感器和丝网印刷PEC适体传感器介绍了一些信号放大策略,如酶标记放大(ELA)策略、聚合酶链反应(PCR)策略、滚环扩增(RCA)策略和杂交链式反应(HCR)策略。最后,我们还讨论了丝网印刷PEC生物传感器目前面临的挑战和前景。我们希望通过本文让读者全面了解丝网印刷PEC生物传感器的最新进展,并为该领域的未来发展提供可行性指导。
关键词: 光电化学分析, 生物传感器, 丝网印刷电极, 光活性材料, 信号放大技术

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