Team Undertakes Study Of Two-dimensional Transition Metal Chalcogenides Important Biomedical Application, Including Biosensing

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Hem > Presse > Teamet genomför studier av tvådimensionella övergångsmetallkalkogenider Viktig biomedicinsk tillämpning, inklusive biosensing

Forskare presenterar egenskapsmoduleringarna av tvådimensionella övergångsmetallkalkogenider inklusive deras grundläggande egenskap, moduleringsmetoder och funktionalisering. Dessutom diskuteras deras tillämpningar som mycket känsliga biosensorer grundligt. KREDITERA
Nano Research Energy, Tsinghua University Press

Sammanfattning:
Tvådimensionella material, som övergångsmetalldikalkogenid, har tillämpningar inom folkhälsan på grund av sin stora yta och höga ytkänslighet, tillsammans med sina unika elektriska, optiska och elektrokemiska egenskaper. En forskargrupp har genomfört en översiktsstudie av metoder som används för att modulera egenskaperna hos tvådimensionell övergångsmetalldikalkogenid (TMD). Dessa metoder har viktiga biomedicinska tillämpningar, inklusive biosensing.

Teamet genomför studier av tvådimensionella övergångsmetallkalkogenider Viktig biomedicinsk tillämpning, inklusive biosensing

Tsinghua, Kina | Postat den 9 december 2022

Teamets mål är att presentera en omfattande sammanfattning av detta lovande område och visa på utmaningar och möjligheter som finns inom detta forskningsområde. "I den här recensionen fokuserar vi på de senaste metoderna för att modulera egenskaperna hos tvådimensionell TMD och deras tillämpningar inom biosensing. I synnerhet diskuterar vi grundligt strukturen, inneboende egenskaper, egenskapsmoduleringsmetoder och biosensingstillämpningar av TMD, säger Yu Lei, biträdande professor vid Institute of Materials Research, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Sedan grafen upptäcktes 2004 har tvådimensionella material, som TMD, väckt stor uppmärksamhet. På grund av dess unika egenskaper kan tvådimensionell TMD fungera som atomärt tunna plattformar för energilagring och omvandling, fotoelektrisk omvandling, katalys och biosensing. TMD visar också en bredbandsstruktur och har ovanliga optiska egenskaper. Ytterligare en fördel med tvådimensionell TMD är att den kan produceras i stora kvantiteter till en låg kostnad.

Inom folkhälsan är tillförlitlig och prisvärd in vitro och in vivo-detektion av biomolekyler avgörande för att förebygga och diagnostisera sjukdomar. Särskilt under covid-19-pandemin har människor inte bara lidit av den fysiska sjukdomen, utan också av de psykologiska problem som är relaterade till omfattande exponering för stress. Omfattande stress kan resultera i onormala nivåer av biomarkörer som serotonin, dopamin, kortisol och adrenalin. Så det är viktigt att forskare hittar icke-invasiva sätt att övervaka dessa biomarkörer i kroppsvätskor, såsom svett, tårar och saliv. För att sjukvårdspersonal snabbt och korrekt ska kunna bedöma en persons stress och diagnostisera psykisk sjukdom är biosensorer av stor betydelse inom diagnostik, miljöövervakning och rättsmedicin.

Teamet granskade användningen av tvådimensionell TMD som det funktionella materialet för biosensing, metoderna för att modulera egenskaperna hos TMD och olika typer av TMD-baserade biosensorer inklusive elektriska, optiska och elektrokemiska sensorer. "Folkhälsostudier är alltid en viktig uppgift för att förebygga, diagnostisera och bekämpa sjukdomarna. Att utveckla ultrakänsliga och selektiva biosensorer är avgörande för att förebygga och diagnostisera sjukdomar, säger Bilu Liu, docent och huvudforskare vid Shenzhen Geim Graphene Center, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Tvådimensionell TMD är en mycket känslig plattform för biosensing. Dessa tvådimensionella TMD-baserade elektriska/optiska/elektrokemiska sensorer har lätt använts för biosensorer som sträcker sig från små joner och molekyler, såsom Ca2+, H+, H2O2, NO2, NH3, till biomolekyler som dopamin och kortisol, som är relaterade till centrala nervsjukdom, och hela vägen till molekylernas komplexitet, såsom bakterier, virus och protein.

Forskargruppen fastställde att trots de anmärkningsvärda potentialerna måste många utmaningar relaterade till TMD-baserade biosensorer fortfarande lösas innan de kan få verklig effekt. De föreslår flera möjliga forskningsriktningar. Teamet rekommenderar att återkopplingsslingan med hjälp av maskininlärning används för att minska den testtid som behövs för att bygga den databas som behövs för att hitta rätt biomolekyler och TMD-par. Deras andra rekommendation är användningen av en återkopplingsslinga med hjälp av maskininlärning för att uppnå on-demand-egenskapsmodulering och biomolekyler/TMD-databasen. Eftersom de vet att TMD-baserade kompositer uppvisar utmärkta prestanda när de konstrueras i enheter, är deras tredje rekommendation att ytmodifieringar, såsom defekter och vakanser, antas för att förbättra aktiviteten hos de TMD-baserade kompositerna. Deras sista rekommendation är att lågkostnadstillverkningsmetoder vid låg temperatur utvecklas för att förbereda TMD. Den nuvarande kemiska ångavsättningsmetoden som används för att framställa TMD kan leda till sprickor och rynkor. En billig metod med låg temperatur skulle förbättra kvaliteten på filmerna. "När de tekniska nyckelproblemen är lösta kommer enheterna baserade på tvådimensionell TMD att vara de övergripande kandidaterna för den nya sjukvårdstekniken," sa Lei.

Tsinghua University-teamet inkluderar Yichao Bai och Linxuan Sun och Yu Lei från Institutet för materialforskning, Tsinghua Shenzhen International Graduate School och Guangdong Provincial Key Laboratory of Thermal Management Engineering and Materials, Tsinghua Shenzhen International Graduate School; tillsammans med Qiangmin Yu och Bilu Liu från Institutet för materialforskning, Tsinghua Shenzhen International Graduate School och Shenzhen Geim Graphene Center, Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute & Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School.

Denna forskning finansieras av National Natural Science Foundation of China, National Science Fund for Distinguished Young Scholars, Guangdong Innovative and Entrepreneurial Research Team Program, Shenzhen Basic Research Project, Scientific Research Start-up Funds vid Tsinghua Shenzhen International Graduate School, och Shenzhen Basic Research Project.

####

Om Tsinghua University Press
Om Nano Research Energy

Nano Research Energy lanseras av Tsinghua University Press, som syftar till att vara en internationell, öppen och tvärvetenskaplig tidskrift. Vi kommer att publicera forskning om banbrytande avancerade nanomaterial och nanoteknik för energi. Den är tillägnad att utforska olika aspekter av energirelaterad forskning som använder nanomaterial och nanoteknik, inklusive men inte begränsat till energigenerering, konvertering, lagring, bevarande, ren energi etc. Nano Research Energy kommer att publicera fyra typer av manuskript, det vill säga, Kommunikation, forskningsartiklar, recensioner och perspektiv i en öppen form.

Om SciOpen

SciOpen är en professionell resurs med öppen tillgång för att upptäcka vetenskapligt och tekniskt innehåll som publiceras av Tsinghua University Press och dess publiceringspartners, vilket ger den vetenskapliga förlagsgemenskapen innovativ teknologi och marknadsledande kapacitet. SciOpen tillhandahåller end-to-end-tjänster för inlämning av manuskript, referentgranskning, innehållsvärd, analys och identitetshantering och expertrådgivning för att säkerställa varje tidskrifts utveckling genom att erbjuda en rad alternativ för alla funktioner som tidskriftslayout, produktionstjänster, redaktionella tjänster, Marknadsföring och kampanjer, onlinefunktionalitet etc. Genom att digitalisera publiceringsprocessen vidgar SciOpen räckvidden, fördjupar effekten och påskyndar utbytet av idéer.

För mer information, klicka på här.

Kontaktpersoner:
Yao Meng
Tsinghua University Press
Kontor: 86-108-347-0574

Om du har en kommentar, snälla Kontakta oss oss.

Emittenter av nyhetsmeddelanden, inte 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, är ensamma ansvariga för innehållets noggrannhet.

Bokmärke: