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基于表面应力的微型压阻式SU-8聚合物悬臂梁传感器
nanomicrolett 2019-4-17 13:00
【引言】 近十年以来,基于压阻信号读出的微型机电系统(MEMS) SU-8聚合物悬臂传感 以及 分子识别技术 得到快速发展,在化学和生物传感等领域已经得到广泛的应用。SU-8的弹性模量较低,相比于传统基于固相半导体的压阻式悬臂梁传感器系统,SU-8聚合物悬臂梁具有灵敏性好、材料和制备成本低等优点,因此大量研究致力于开发基于SU-8聚合物悬臂梁的高性价比传感系统。 本文亮点 1 总结了基于表面应力的微型压阻式SU-8聚合物悬臂梁传感器在设计、制备及性能方面的研究进展; 2 详细介绍了基于表面应力的微型压阻式传感器从固体半导体材料到SU-8聚合物的演变历史; 3 阐述了悬臂梁传感器材料选择、几何设计参数、制备工艺的相互联系; 4 展望了SU-8悬臂梁应用于通用型传感平台所面临的挑战和可行的解决方案。 内容简介 印度韦洛尔理工大学Ribu Mathew和A. Ravi Sankar 等人在此文中全面总结了基于表面应力的压阻式SU-8聚合物悬臂梁传感器的设计、制备和性能等方面的研究进展。文中还提出了 表面应力 产生的理论原理及其在悬臂传感技术中的应用,详细探讨了材料选择、几何设计参数、制备过程等因素的相互作用机制以及它们对传感器响应的累积影响。最后,总结了SU-8聚合物悬臂梁作为适用型传感器所面临的诸多挑战因素,例如耐热性和耐湿性能差等。这篇综述提供了较全面的相关细节和功能特性,具有重要的参考和指导意义。 图文导读 1 SU-8悬臂梁 感器的结构 SU-8压阻式悬臂梁传感器通常通过 微制造技术 (悬涂、沉积、光刻、刻蚀等)制备而成,因此在电路层次,SU-8传感器按照惠斯顿电桥结构连接,以降低串扰、提高信噪比。 2 SU-8悬臂梁传感器 的工作原理 SU-8悬臂梁传感器的固定层上附着有对于目标分子高度敏感的受体分子,采用在微细血管、微接触印刷、喷墨等条件下培养悬臂梁阵列等方法将受体分子固定在悬臂梁表面。 悬臂梁只有一面附着有受体分子,因此当受体分子与被测环境内的目标分子发生相互作用时,上下表面产生应力差异,从而导致悬臂梁发生 应力弯曲 。将该弯曲引发的压阻值通过惠斯顿电桥输出为电信号,即完成对目标分子的识别和传感。 3 SU-8悬臂梁传感器的传感模式 两支悬臂梁分别附着两种不同的寡核苷酸或单链DNA,两者分别对不同种类的寡核苷酸具有亲和性,不同的DNA杂化方式使得悬臂梁呈现出不同的弯曲(传感)状态。 SU-8悬臂梁传感器包括 动态 和 静态 两种传感模式。示例为一种静态传感模式,即悬臂梁表面发生DNA杂化的受体-目标分子相互作用。 作者简介 相关阅读 1 NML研究论文 | 超灵敏无酶 葡萄糖传感器 :基于MOF衍生物的CuNi/C纳米片阵列 2 基于AgNPs/CNT/rGO复合材料的 双功能化阻抗滴定传感器 测定食品氧化剂 3 专辑——传感器 关于我们 Nano-Micro Letters是上海交通大学主办的英文学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯,在Springer开放获取(open-access)出版。可免费获取全文,目前免收版面费。
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