PFI:AIR - TT: Developing low-cost nanowire sensors based on a seed-mediated solution process

PFI:AIR - TT:基于种子介导的解决方案开发低成本纳米线传感器

基本信息

  • 批准号:
    1500253
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-04-01 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This PFI: AIR Technology Translation project focuses on translating a novel, lower energy method of creating nanowires that will enable reliable, cost-effective and scalable manufacturing of nanowire sensors. Low-cost nanowire sensor technology is important because it has the potential to improve multiple types of detection systems, with impacts in disease detection, food safety, antiterrorism capabilities, higher crop yields (due to earlier detection of pathogens), and better protection for emergency responders and industrial plant workers (due to better chemical detection). The project will result in a proof-of-concept electrochemical nanosensor for gas/vapor sensing with the following unique features: 1) it will be based on a combined top-down and bottom-up nanomanufacturing method that directly deposits nanowires on micro-fabricated devices, 2) it will be fabricated via a room temperature process, 3) it will utilize a reversible synthesis process that may enable in-field regeneration and reuse, 4) it will have new or broadened sensor capabilities through a modular approach enabling combinatory synthesis of a wide range of novel organic nanowires, and 5) it will be compatible with flexible electronic architectures. These features will provide the following advantages: low-cost, scalable, reusable, modular, and applicable to a diverse range of chemicals as compared to other competing sensor technologies in this market space.Nanowires have been applied to sensing for over 10 years but few nanowire sensors have reached the market. The major barriers are the complexity of manufacturing and difficulty in connecting nanowires in microelectronic devices. In current competing technologies, nanowires need to be aligned and placed at precise locations and orientations on the patterned substrates, a complex process to scale up. This new technology synthesizes nanowires directly on the metal substrates by using the metal micro- and nanopattern as nucleation points to grow the nanowires. It is based on seed-mediated nucleation research. When a nanoparticle is used as a seed, the high curvature of the seed imposes unsustainable strain energy on the nucleated crystal at the crystal/seed interface and results in a nanowire crystal. In addition, a graduate student involved in this project will gain technology translation experience through exposure to business methodologies, access to technology transfer networks, and a deeper engagement in the university technology transfer process.The project engages a serial entrepreneur with prior experience in nanotechnology ventures to guide technology transfer and commercialization activities, and an established technology-enabling company to augment research capability in this technology translation effort from research discovery toward commercial reality.
这个PFI:空气技术翻译项目着重于翻译一种新颖的能量方法,用于创建纳米线,该方法将启用纳米线传感器的可靠,成本效益且可扩展的制造。 低成本的纳米线传感器技术很重要,因为它具有改善多种类型的检测系统的潜力,对疾病检测,食品安全,抗恐怖主义能力,较高的作物产量(由于病原体的较早检测)以及对紧急情况响应者和工业工厂工人的更好保护(由于化学检测更好)。该项目将导致概念验证的电化学纳米传感器,以进行以下独特功能:1)它将基于一种直接沉积纳米线的自上而下和自下而上的纳米制造方法,该方法将纳米线沉积在微型制造的设备上,2)可以通过室温进行处理,3)可以通过室温进行处理。 4)它将通过模块化方法具有新的或扩展的传感器功能,从而使各种新型有机纳米线的组合合成,5)它将与柔性电子架构兼容。 这些功能将提供以下优势:与该市场领域的其他竞争传感器技术相比,低成本,可扩展,可重复使用,模块化,适用于多种化学物质。纳米线已应用于10年以上,但是很少有纳米线传感器已达到市场。主要的障碍是制造的复杂性和连接微电子设备中纳米线的困难。在当前的竞争技术中,纳米线需要对齐并放置在图案化基板上的精确位置和方向,这是一个复杂的扩展过程。这项新技术通过使用金属微型和纳米模式直接在金属底物上合成纳米线,作为成核点生长纳米线。它基于种子介导的成核研究。当将纳米颗粒用作种子时,种子的高曲率在晶体/种子界面的核晶体上施加了不可持续的应变能,并导致纳米线晶体。此外,参与该项目的研究生将通过接触业务方法学,访问技术转移网络以及对大学技术转移过程的更深入参与来获得技术翻译经验。该项目使一名具有纳米技术研究所经验的连续企业家参与,以指导技术转移活动和商业化的公司来实现这项技术转换,从而实现了技术转化的研究。

项目成果

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