Ryhmä ryhtyy tutkimaan kaksiulotteisia siirtymämetallikalkogenidejä, jotka ovat tärkeitä biolääketieteellisiä sovelluksia, mukaan lukien biosensing

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Etusivu > lehdistö > Tiimi tutkii kaksiulotteisia siirtymämetallikalkogenidejä Tärkeä biolääketieteellinen sovellus, mukaan lukien biosensointi

Tutkijat esittelevät kaksiulotteisten siirtymämetallikalkogenidien ominaisuusmodulaatioita, mukaan lukien niiden perusominaisuudet, modulaatiomenetelmät ja funktionaalisuuden. Lisäksi niiden sovelluksia erittäin herkkinä biosensoreina käsitellään perusteellisesti. LUOTTO
Nano Research Energy, Tsinghua University Press

Tiivistelmä:
Kaksiulotteisilla materiaaleilla, kuten siirtymämetallidikalkogenidillä, on sovelluksia kansanterveyteen niiden suuren pinta-alan ja korkean pintaherkkyyden sekä ainutlaatuisten sähköisten, optisten ja sähkökemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi. Tutkimusryhmä on tehnyt katsaustutkimuksen menetelmistä, joita käytetään kaksiulotteisen siirtymämetallidikalkogenidin (TMD) ominaisuuksien moduloimiseen. Näillä menetelmillä on tärkeitä biolääketieteellisiä sovelluksia, mukaan lukien biosensointi.

Ryhmä tutkii kaksiulotteisia siirtymämetallikalkogenidejä Tärkeä biolääketieteellinen sovellus, mukaan lukien biosensointi

Tsinghua, Kiina | Julkaistu 9. joulukuuta 2022

Ryhmän tavoitteena on esittää kattava tiivistelmä tästä lupaavasta alasta ja näyttää haasteita ja mahdollisuuksia tällä tutkimusalueella. "Tässä katsauksessa keskitymme uusimpiin menetelmiin kaksiulotteisen TMD:n ominaisuuksien moduloimiseksi ja niiden sovelluksiin biosensingissä. Erityisesti keskustelemme perusteellisesti TMD:n rakenteesta, luontaisista ominaisuuksista, ominaisuuden modulaatiomenetelmistä ja biosensing-sovelluksista", sanoi Yu Lei, Tsinghuan yliopiston Shenzhenin kansainvälisen tutkijakoulun materiaalitutkimuksen instituutin apulaisprofessori.

Sen jälkeen kun grafeeni löydettiin vuonna 2004, kaksiulotteiset materiaalit, kuten TMD, ovat herättäneet merkittävää huomiota. Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ansiosta kaksiulotteinen TMD voi toimia atomin ohuena alustana energian varastointiin ja muuntamiseen, valosähköiseen muuntamiseen, katalyysiin ja biosensointiin. TMD:llä on myös laajakaistainen rakenne ja epätavalliset optiset ominaisuudet. Toinen kaksiulotteisen TMD:n etu on, että sitä voidaan valmistaa suuria määriä alhaisin kustannuksin.

Kansanterveyden alalla luotettava ja edullinen biomolekyylien in vitro- ja in vivo -detektio on olennaista sairauksien ehkäisyssä ja diagnosoinnissa. Erityisesti COVID-19-pandemian aikana ihmiset ovat kärsineet fyysisen sairauden lisäksi myös psyykkisista ongelmista, jotka liittyvät laajaan stressialtistukseen. Laaja stressi voi johtaa epänormaaleihin biomarkkereiden, kuten serotoniinin, dopamiinin, kortisolin ja epinefriinin, tasoihin. Joten on olennaista, että tutkijat löytävät ei-invasiivisia tapoja seurata näitä biomarkkereita kehon nesteissä, kuten hiessä, kyynelissä ja syljessä. Jotta terveydenhuollon ammattilaiset pystyisivät nopeasti ja tarkasti arvioimaan henkilön stressiä ja diagnosoimaan psyykkisen sairauden, biosensorit ovat erittäin tärkeitä diagnostiikassa, ympäristön seurannassa ja oikeuslääketieteellisessä teollisuudessa.

Ryhmä tarkasteli kaksiulotteisen TMD:n käyttöä biosensoinnin toiminnallisena materiaalina, lähestymistapoja TMD:n ominaisuuksien moduloimiseksi ja erilaisia TMD-pohjaisia biosensoreja, mukaan lukien sähköiset, optiset ja sähkökemialliset anturit. ”Kansanterveystutkimus on aina tärkeä tehtävä sairauksien ehkäisyssä, diagnosoinnissa ja torjunnassa. Ultraherkkien ja valikoivien biosensoreiden kehittäminen on kriittinen tekijä sairauksien ehkäisyssä ja diagnosoinnissa", sanoi Bilu Liu, apulaisprofessori ja päätutkija Shenzhen Geim Graphene Centeristä, Shenzhen International Graduate School, Tsinghuan yliopisto.

Kaksiulotteinen TMD on erittäin herkkä alusta biosensointiin. Näitä kaksiulotteisia TMD-pohjaisia sähköisiä/optisia/sähkökemiallisia antureita on käytetty helposti biosensoreissa pienistä ioneista ja molekyyleistä, kuten Ca2+, H+, H2O2, NO2, NH3, biomolekyyleihin, kuten dopamiiniin ja kortisoliin, jotka liittyvät keskushermostoon. hermostosairaus ja aina molekyylikompleksit, kuten bakteerit, virukset ja proteiinit.

Tutkimusryhmä päätti, että merkittävistä mahdollisuuksista huolimatta monet TMD-pohjaisiin biosensoreihin liittyvät haasteet on vielä ratkaistava, ennen kuin ne voivat saada todellista vaikutusta. He ehdottavat useita mahdollisia tutkimussuuntia. Tiimi suosittelee, että koneoppimisen tukemaa palautesilmukkaa käytetään lyhentämään testausaikaa, joka tarvitaan oikeiden biomolekyylien ja TMD-parien löytämiseen tarvittavan tietokannan rakentamiseen. Heidän toinen suosituksensa on koneoppimisen avustaman palautesilmukan käyttö tilausominaisuuden modulaation ja biomolekyylien/TMD-tietokannan saavuttamiseksi. Tietäen, että TMD-pohjaiset komposiitit osoittavat erinomaista suorituskykyä laitteiksi rakennettaessa, heidän kolmas suositus on, että pintamuutoksia, kuten vikoja ja tyhjiä paikkoja, otetaan käyttöön TMD-pohjaisten komposiittien toiminnan parantamiseksi. Heidän viimeinen suosituksensa on, että TMD:n valmistamiseksi kehitetään edullisia valmistusmenetelmiä alhaisessa lämpötilassa. Nykyinen kemiallinen höyrypinnoitusmenetelmä, jota käytetään TMD:n valmistukseen, voi aiheuttaa halkeamia ja ryppyjä. Edullinen, alhaisen lämpötilan menetelmä parantaisi kalvojen laatua. "Kun keskeiset tekniset ongelmat on ratkaistu, kaksiulotteiseen TMD:hen perustuvat laitteet ovat uusien terveydenhuoltoteknologioiden yleisehdokkaita", Lei sanoi.

Tsinghuan yliopiston tiimiin kuuluvat Yichao Bai ja Linxuan Sun sekä Yu Lei materiaalitutkimuksen instituutista, Tsinghua Shenzhenin kansainvälisestä tutkijakoulusta ja Guangdongin maakunnan lämmönhallintatekniikan ja materiaalien avainlaboratoriosta, Tsinghua Shenzhen International Graduate Schoolista; sekä Qiangmin Yu ja Bilu Liu Institute of Materials Researchista, Tsinghua Shenzhen International Graduate School ja Shenzhen Geim Graphene Center, Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute & Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School.

Tätä tutkimusta rahoittavat Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö, National Science Fund for Distinguished Young Scholars, Guangdongin innovatiivisen ja yrittäjyyden tutkimusryhmäohjelma, Shenzhenin perustutkimusprojekti, Scientific Research Start-up Funds Tsinghua Shenzhen International Graduate Schoolissa, ja Shenzhenin perustutkimusprojekti.

####

Tietoja Tsinghua University Pressistä
Tietoja Nano Research Energystä

Tsinghua University Press lanseeraa Nano Research Energyn, jonka tavoitteena on olla kansainvälinen, avoin ja monitieteinen aikakauslehti. Julkaisemme tutkimusta huippuluokan edistyneistä nanomateriaaleista ja energian nanoteknologiasta. Se on omistettu tutkimaan nanomateriaaleja ja nanoteknologiaa hyödyntävän energiatutkimuksen eri näkökohtia, mukaan lukien muun muassa energian tuotanto, muuntaminen, varastointi, säästäminen, puhdas energia jne. Nano Research Energy julkaisee neljän tyyppisiä käsikirjoituksia, eli Viestintä, tutkimusartikkeleita, katsauksia ja näkökulmia avoimessa muodossa.

Tietoja SciOpenista

SciOpen on Tsinghua University Pressin ja sen julkaisukumppaneiden julkaisema ammattimainen avoimen pääsyn resurssi tieteellisen ja teknisen sisällön löytämiseen. Se tarjoaa tieteelliselle julkaisuyhteisölle innovatiivista teknologiaa ja markkinoiden johtavia ominaisuuksia. SciOpen tarjoaa päästä päähän -palveluita, jotka kattavat käsikirjoituksen lähettämisen, vertaisarvioinnin, sisällön isännöinnin, analytiikan ja identiteetinhallinnan sekä asiantuntijaneuvoja varmistaakseen jokaisen lehden kehityksen tarjoamalla erilaisia vaihtoehtoja kaikissa toiminnoissa, kuten lehtien ulkoasu, tuotantopalvelut, toimituspalvelut, Markkinointi ja promootiot, verkkotoiminnallisuus jne. Digitalisoimalla julkaisuprosessin SciOpen laajentaa kattavuutta, syventää vaikutusta ja nopeuttaa ajatusten vaihtoa.

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

Yhteydet:
Yao Meng
Tsinghuan yliopiston lehdistö
Toimisto: 86-108-347-0574

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: