本文關(guān)鍵詞：纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管制備及其在生物傳感上的應(yīng)用

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【摘要】：納米纖維和石墨烯均具有超大比表面積和優(yōu)良的電學(xué)性能,將其應(yīng)用于普通纖維材料改性,所得導(dǎo)電纖維不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性同時(shí)還兼具纖維材料的柔順性和可編織性。用該導(dǎo)電纖維組裝成纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管(FECTs)可提升其器件電子傳輸能力和靈敏性,為實(shí)現(xiàn)便攜式可穿戴傳感設(shè)備提供良好基礎(chǔ)。本課題通過(guò)熔融擠出相分離法制備EVOH納米纖維(NF),將其復(fù)合在PA6(85D)纖維表面,原位聚合吡咯得到PPy/NF/PA6纖維。以磷酸,水和PVA制成凝膠電解質(zhì),組裝成PPy/NF/PA6纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管(FECTs),將其應(yīng)用在多巴胺傳感器上。結(jié)果表明,采用NF纖維改性PA6纖維可顯著提升聚吡咯在纖維表面的吸附量,改善纖維表面PPy微觀形態(tài)使其呈線狀,且復(fù)合NF后電阻可減小6倍。FECTs擁有優(yōu)異的輸出曲線,開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間僅需0.5s。FECTs多巴胺傳感器,對(duì)1nM至1000nM多巴胺在0.5s內(nèi)均能產(chǎn)生明顯電流響應(yīng),同時(shí)該器件檢測(cè)多巴胺時(shí)不會(huì)受到氨基酸和尿酸等干擾物質(zhì)影響。通過(guò)改進(jìn)的Hummer法制備的氧化石墨烯(GO),經(jīng)水合肼氣相還原后,將所得還原氧化石墨烯(rGO)復(fù)合在PA6(133.3D)纖維表面,原位聚合吡咯得到PPy/rGO/PA6導(dǎo)電纖維。以PVA、高氯酸鋰等制成凝膠電解質(zhì)并組裝成PPy/rGO/PA6纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管(FECTs)。將PPy/rGO/PA6導(dǎo)電纖維依次經(jīng)5mg/mL葡萄糖氧化酶溶液(GOx)和Nafion(wt=1%)溶液處理后得到的Nafion/GOx/PPy/rGO/PA6纖維應(yīng)用于晶體管柵極,用PPy/rGO/PA6(133.3D)制備晶體管源-漏極,將其組裝成葡萄糖傳感器。結(jié)果表明rGO可誘導(dǎo)纖維表面生成大面積直徑在200-300nm左右密集交錯(cuò)的光滑線狀聚吡咯纖維,同時(shí)rGO復(fù)合材料較NF復(fù)合材料原位聚合Py后所得纖維表面線狀聚吡咯更多,形態(tài)更好,導(dǎo)電性能更優(yōu)異。FECTs擁有優(yōu)異的特征曲線,開(kāi)關(guān)比可達(dá)102數(shù)量級(jí)。FECTs葡萄糖傳感器可檢測(cè)濃度為1nM/L-1mM/L葡萄糖溶液,滴加不同濃度的葡萄糖溶液時(shí)傳感器在0.5s內(nèi)迅速產(chǎn)生明顯的響應(yīng)電流,且響應(yīng)電流均能在5 s內(nèi)達(dá)到相對(duì)平衡,其歸一化電流隨著葡萄糖濃度增加逐漸增加,且展現(xiàn)出明顯的線性相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.9368。另外FECTs葡萄糖傳感器對(duì)葡萄糖具有明顯特異性,而對(duì)血液中其他干擾物質(zhì)如AA,UA并無(wú)特殊反應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN32;O657.1;TP212

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