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纳米科技涉及物理、能源、化学和生命科学等领域。它的快速发展对许多传统领域乃至整个社会都产生了巨大的影响。实践证明,要充分发挥纳米科技在上述诸领域的作用,需要人们能够从原子或分子水平上对纳米材料进行操纵,使之按照设定的目标和要求进行排列组装,以获得具有某种特殊性质的功能材料或器件。本文围绕这一研究的热点,开展了以下几个方面的工作。
1.单分散胶体微球的自组装──胶体晶体的制备
采用不同的方法,如垂直沉降法、离心法和毛细管力法,对三维胶体晶粒子进行自组装,考察了各种组装方法的优缺点。通过控制实验条件,可实现对不同尺寸的球体粒子进行二维或三维组装成大面积单畴胶体晶体。
2.维有序结构贵金属催化剂的制备及其对葡萄糖的无酶检测
合成了不同尺寸的单分散二氧化硅纳米粒子,利用垂直沉降法组装有序胶体晶三维模板,采用电化学稳态技术在模板孔隙中沉积了一元(铂)金属催化剂,制备了三维有序多孔材料。利用原子力显微镜和扫描电镜技术对制得的三维孔洞结构材料进行了表征。考察了不同孔洞大小的三维结构铂网对葡萄糖的无酶催化氧化。实验结果表明,由于所制备的催化剂具有贯通的三维刚性结构特征,故而不仅可以保证良好的传质扩散,提高贵金属催化剂的利用率,同时可以有效地避免实际操作中因团聚而引起的催化剂使用寿命下降的问题。所建立传感器在葡萄糖浓度为1×10<-6>~1×10<-2>mol/L的范围内具有良好的线性响应,检测限为10<-7>mol/L。相对于1mM葡萄糖,0.2mM对乙酰胺基酚,0.2mM尿酸和0.1mM抗坏血酸对葡萄糖的测定无明显干扰。