Biosensing micro-nanostructured tools and materials

生物传感微纳结构工具和材料

基本信息

  • 批准号:
    1066898
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-05-01 至 2015-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1066898GraciasBiochemical sensing coupled with mechanical actuation is widely observed in nature and enables autonomous function with high selectivity and specificity and without the need for any electrical wires or batteries. However, this concept has yet to be realized in human engineering which relies heavily on electromechanical actuation schemes. This proposal is focused on the development of micro-nanostructured tools and materials that sense biochemicals and autonomously reconfigure in response to them. A fundamental element of the strategy is the creation of biosensing hinges which are based on the biologically inspired concept of chemo-mechanical actuation wherein chemical sensing events elicit mechanical responses without the need for any wires, tethers, batteries or electrical power. This concept will be utilized in combination with micro and nanoscale patterning to enable the creation of functional, smart miniaturized devices and materials that are inexpensive, can be mass produced and do not consume electrical power. Hence, these functional structures can be deployed in a number of environments including hard-to-reach places and over long periods of time (without the need for electrical charging) to enhance the capabilities of devices and materials for biomedical, lab-on-a-chip and security applications. Along with the research, significant efforts will be directed at enhancing broader education by the inclusion of undergraduate students in research experiences and exposing K-12 students, teachers and the public to the frontiers of science and engineering, specifically in the area of biologically inspired sensing modalities via research experiences, workshops, public lectures and the world wide web. In addition, activities will be created to enhance participation of K-12 students from groups that are underrepresented in science and engineering by fostering connections with the Baltimore public school system.
1066898 Graciasbiogiogical Sensing与机械致动的结合在自然界中被广泛观察到,并且可以具有高选择性和特异性的自主功能,而无需任何电线或电池。但是,这个概念尚未在人类工程中实现,该工程在很大程度上依赖机电驱动方案。该提案的重点是开发微纳米结构的工具和材料,这些工具和材料感知生化并自主对其进行重新配置。该策略的一个基本要素是基于生物学启发的化学机械驱动概念的生物传感铰链,其中化学传感事件在不需要任何电线,骨,电池或电力的情况下引起机械响应。该概念将与微观和纳米级图案结合使用,以创建功能性的,智能的微型化设备和廉价的材料,可以产生质量,并且不会消耗电力。因此,这些功能结构可以部署在许多环境中,包括难以到达的位置以及长时间的(无需电气充电),以增强设备和材料的能力,用于生物医学,实验室芯片和安全应用。除研究外,通过在研究经验中包括本科生,并将K-12学生,老师和公众曝光到科学和工程领域,特别是在生物学上灵感的感应方式,通过研究经验,工作室,公众的讲座,公众的讲座和世界范围的网络,将大力努力旨在增强更广泛的教育。此外,通过与巴尔的摩公立学校系统建立联系,将创建活动,以增强来自科学和工程中人数不足的小组的K-12学生的参与。

项目成果

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