摘要：科教融合,利用现代信息技术,把实验室高水平科研成果转化为虚拟仿真实验教学资源,开发了石墨烯场效应管传感器关键工艺虚拟仿真实验。该实验实现了甲烷气体生长为石墨烯、石墨烯演变为场效应管器件及最终实现传感功能等完整工艺流程,实验内容丰富,涉及多个学科的知识,有助于培养学生多学科交叉思维的意识和能力。

摘要：纳米生物传感器是将纳米材料作为新型生物传感介质,基于电学、光学等物理原理设计而成的新型生物传感器.该类传感器具有体积小、响应速度快、测量精度高等优点.可对病原微生物、疾病标志物及药物小分子等多类物质进行灵敏检测,在食品安全、疾病诊断、药物开发等领域具有十分重要的应用价值.当前,纳米生物传感器在稳定性、低浓度定量检测及分子动态信息检测等方面仍然面临一些问题.制备新型优质纳米传感材料、研制高性能传感器,揭示传感器物理工作机理、建立精准的分析模型等是解决这些问题,推动纳米生物传感器技术进一步发展的有效途径.该项目发展了多种制备优质纳米传感材料的方法,制备了大尺寸石墨烯单晶及多种石墨烯/纳米金属复合材料;首次以石墨烯单晶为导电沟道研制了高稳定、高灵敏、高通量、低消耗的单晶石墨烯场效应管(G-FET)生物传感器,发展了G-FET检测分子互作(相互作用)动态信息的新方法;提出了石墨烯/纳米金属表面增强拉曼(SERS)的方法,利用纳米金属优良的电磁增强效应及石墨烯隔离钝化、分子富集、抑制激光漂白、化学增强及抗氧化等综合理化效应,发展了一种高灵敏、高稳定、可定量的SERS传感方法;基于G-FET及SERS实现了对分子互作动力学及亲和力、基因突变、疾病标志物等灵敏可靠的检测.该研究的实施得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、泰山学者基金资助.

摘要：石墨烯具有优良的光学和电学特性,是制作传感器的理想材料.在本研究中,采用化学气相沉积(CVD)方法在铜箔上生长了大面积、连续的单层石墨烯,并把单层石墨烯转移到锥形光纤探头上研制了石墨烯光纤传感器.以腺嘌呤核苷为分析物,对传感器的性能进行了研究,在1~100nM浓度范围内,出射光强度与溶液浓度呈现了良好的线性关系,显示了较高的灵敏度(K=15.9)和线性度(R2=0.992).实验证明,与裸锥形纤芯相比,覆盖石墨烯的锥形纤芯具有更高的稳定性、灵敏度和线性度,为新型光纤传感器设计提供一个新思路.