聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器及其增强气敏效应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61471305
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    90.0万
  • 负责人：
    陈向东
  • 依托单位：
    西南交通大学
  • 学科分类：
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

For the main purpose of implementation of high performance gas sensor at room temperature, it is proposed that excellent performances of the graphene such as unique two-dimensional crystal structure, large specific surface area, high conductivity are combined with reversible redox,doping and dedoping reaction of polyaniline so as to develop the study on graphene/polyaniline nanocomposites gas sensor and its enhanced gas-sensitive effects utilizing synergistic effects of graphene and polyaniline. The related theories and key technical problems will be solved and its process will be discussed. The key technology on preparation of graphene/polyaniline nanocomposites and implementation of enhanced gas-sensitive effect will be explored, gas sensing properties of graphene/polyaniline nanocomposites will be evalued and optimized. The key technology of self-assembled composite sensitive films method to construct graphene /polyaniline nanocomposites gas sensor based in-situ polymerization will be explored in order to improve detection sensitivity, lower limit and stability problems of the graphene/polyaniline nanocomposite gas sensor at low concentration. Combined state and interaction between graphene and polyaniline will be clarified. The gas sensitive mechanism and its reinforced mechanismt of graphene/polyaniline nanocomposites gas sensors will be elucidated. It will provide the reference for the development of high performance gas sensor at room temperature.
围绕实现高性能室温气体传感器这一主要目标，提出将石墨烯独特的二维晶体结构、大的比表面积、高的电导率等优异性能与聚苯胺可逆的氧化还原、掺杂与解掺杂等特性以及对石墨烯较好的分散性相结合，利用聚苯胺/石墨烯的相互协同作用，开展聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器及其气敏增强效应的研究。探索聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器的制备及实现气敏增强效应的关键技术，评价并优化聚苯胺/石墨烯纳米复合物的气敏特性，明确石墨烯与聚苯胺之间的结合状态与相互作用效应，阐明聚苯胺/石墨烯纳米复合物的气敏机理及气敏效应增强机制，进一步，探索在电极基片上原位聚合自组装聚苯胺/石墨烯复合敏感膜构建气体传感器的关键技术，以改善聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器在低浓度探测范围的灵敏度、探测下限与稳定性问题，为发展高性能的室温气体传感器提供参考依据。

结项摘要

针对现代气敏传感器高灵敏、快响应、低功耗等发展趋势，本项目提出基于聚苯胺与石墨烯等碳纳米材料的相互协同作用，发展新型室温气敏传感器及其气敏增强效应的研究思路。本项目在分析聚苯胺的可逆氧化还原、掺杂与解掺杂等特性以及石墨烯等碳纳米材料的大比表面积、高电导、高吸附率等特点上，开展了聚苯胺与石墨烯等多种碳纳米材料复合制备高性能气湿敏传感器的工艺实现研究，发展了基于化学氧化聚合、量子点增敏、氧化石墨烯分散复合、纳米金属掺杂，悬空支撑等多种改善复合物气湿敏特性的方法，探索了电极基片上原位自组装量子点复合超薄膜传感器的技术途径，发展了串联晶振调谐、纳米金刚石复合改性等优化传感器响应稳定性的方法，有效改善了复合物传感器的灵敏度、响应速度、稳定度等性能，并通过对所制备复合敏感材料的材料结构与电学性质的表征，结合对其敏感性能的测试评价研究，讨论了聚苯胺与石墨烯等多种碳纳米材料之间的结合状态与相互作用效应，阐明了各自的气湿敏机理及增强效应机制，为发展高性能室温气敏传感器奠定了重要基础。

项目成果

期刊论文数量（22）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
Interdigitated transducer ammonia sensors based on nanodiamond/polyaniline thin film
基于纳米金刚石/聚苯胺薄膜的叉指式传感器氨传感器
  • DOI：
    10.1049/el.2015.3868
  • 发表时间：
    2016-03
  • 期刊：
    Electronics Letters
  • 影响因子：
    1.1
  • 作者：
    Wu Zuquan;Chen Xiangdong;Tian Xin;Chen Xinpeng;Li Ning;Ding Xing
  • 通讯作者：
    Ding Xing
聚苯胺和聚苯乙烯磺酸复合组装薄膜的气体响应特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    仪表技术与传感器
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    任清;陈向东;李宁
  • 通讯作者：
    李宁
High-sensitive humidity sensor based on graphene oxide with evenly dispersed multiwalled carbon nanotubes
基于均匀分散的多壁碳纳米管氧化石墨烯的高灵敏度湿度传感器
  • DOI：
    10.1016/j.matchemphys.2017.12.033
  • 发表时间：
    2018-03-01
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Li, Xiaoyu;Chen, Xiangdong;Zhao, Xuan
  • 通讯作者：
    Zhao, Xuan
An inductive salt solution concentration sensor using a planar coil based on a PQCR-L circuit
基于PQCR-L电路的使用平面线圈的感应式盐溶液浓度传感器
  • DOI：
    10.1016/j.sna.2017.05.043
  • 发表时间：
    2017-08-15
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Ding, Xing;Chen, Xiangdong;Zhao, Xuan
  • 通讯作者：
    Zhao, Xuan
Ultrahigh humidity sensitivity of graphene oxide combined with Ag nanoparticles
氧化石墨烯与银纳米粒子结合的超高湿度敏感性
  • DOI：
    10.1039/c7ra06959f
  • 发表时间：
    2017-01-01
  • 期刊：
    RSC ADVANCES
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Li, Ning;Chen, Xiangdong;Zhao, Xuan
  • 通讯作者：
    Zhao, Xuan

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其他文献

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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
    陈向东
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李瑞茜;陈向东
  • 通讯作者：
    陈向东

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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