مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه شیمی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

قیمت

قیمت این مقاله: 48000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

مقالات ترجمه شده شیمی - ایران ترجمه - irantarjomeh
شماره
۷۰
کد مقاله
CHEM70
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی
نام انگلیسی
Graphene-based hybrid materials and devices for biosensing
تعداد صفحه به فارسی
۴۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۹
کلمات کلیدی به فارسی
گرافن, نانو مواد کربنی, حسگری زیستی, نانو ذرات فلز, زیست سازگار پذیری, حسگری الکتروشیمیایی, حسگرهای زیستی, ترانزیستور اثر میدانی, حسگری زیستی نوری
کلمات کلیدی به انگلیسی
Graphene, Carbon nanomaterials, Biosensing, Metal nanoparticles, Biocompatibility, Electrochemical sensing, Field effect transistor biosensors, Optical biosensing
مرجع به فارسی
دانشگاه پوردو، مرکز نانوتکنولوژی برک، ایالات متحده الزویر
مرجع به انگلیسی
Advanced Drug Delivery Reviews; Purdue University, Birck Nanotechnology Center, 1205 W. State St., West Lafayette, USA; Elsevier
کشور
ایالات متحده

 

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

چکیده
خواص منحصر به فرد گرافن، این ماده را به عنوان یک کاندید مناسب برای حسگرهای زیستی مبتنی بر نانو مواد مطرح ساخته است. ویژگی قابل توجه گرافن سبب توسعه سریع آن در حسگری زیستی الکتروشیمیایی، ترانزیستورهای اثر میدانی، حسگری زیستی نوری و همچنین ایجاد برخی از مواد هیبرید / ترکیبی نانوذره گرافن- فلز در خصوص کاربرد در عملکردهای ارتقا یافته، شده است. این مقاله به طور جامع اقدام به بررسی جدیدترین خط مشی های مرتبط با حسگرهای زیستی پایه گرافن نموده و سعی در مشخص ساختن جهتگیری آتی، که معرف سیر تکاملی این رشته است، خواهد نمود.

کلمات کلیدی: گرافن، نانو مواد کربنی، حسگری زیستی، نانو ذرات فلز، زیست سازگار پذیری، حسگری الکتروشیمیایی، حسگرهای زیستی، ترانزیستور اثر میدانی، حسگری زیستی نوری

 

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۱- مقدمه
گرافن، نازکترین ماده در جهان [۱] به صورت انعطاف پذیر و در عین حال سخت تر از الماس می باشد و کارآمدتر از هر نوع ماده دیگری از قابلیت رسانایی الکتریسته در دمای اتاق برخوردار است[۲]. گرافن، که همچنین ساختار اصلی مواد گرافیتی را تشکیل می دهد، به عنوان یک ورقه مسطح به ضخامت یک اتم از اتم های کربن با پیوند sp2 در یک شبکه بلوری لانه زنبوری به شمار می آید [۳]. توجه فزاینده به این ماده به عنوان ادوات مواد الکترونیکی نسل بعد نشات گرفته از خواص الکترونیک، نوری، مکانیکی، گرمایی و الکتروشیمیایی چشمگیر آن می باشد [۴]. حسگری مولکولی را می توان در این ماده حاصل آورد، چرا که گرافن از نقطه نظر الکترونیک به عنوان یک ماده کاملا مناسب با نویز / پارازیت اندک بحساب می آید [۴]. پیشرفت اساسی در حسگرهای زیستی هیبریدی نانوذره فلزی / نانولوله کربنی حاصل آمده است، با این وجود، توجه اندکی در ارتباط با ترکیب گرافن و نانوذرات وجود داشته است. این مطالعه بر روی احتمال ترکیبات موثر این ماده در ارتباط با حسگری زیستی و برخی از تلاش های اولیه در این زمینه تمرکز نموده است.

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۲- خواص گرافن
گرافن غالبا بر مبنای یک سری از لایه های انباشته تک لایه، کم لایه (۲ الی ۱۰ لایه) و چند لایه توصیف می شود که همچنین تحت عنوان گرافیت نازک خوانده می شود [۴]. به طور ایده آل، به منظور آنکه گرافن خواص ذاتی خود را حفظ کند، کاربرد آن می بایست محدود به مورفولوژی / ریخت شناسی تک لایه یا کم لایه باشد. با این وجود، هنوز نیز قابلیت مشاهده خواص پیشرفته در قالب گرافن نازک وجود دارد. به منظور آنکه خواص گرافن به طور کامل در انطباق با گرافن حجیم / بالک گردد به بیش از صد لایه گرافنی نیاز خواهد بود [۵]. شمارش این لایه ها را می توان از طریق روش های مختلفی انجام داد. در بین آنها شایع ترین موارد روش طیف بینی رامان [۶]، AFM [7]، تصویربرداری رایلی [۸] و روش های میکروسکوپی نوری [۹] می باشند.
کیفیت الکترونیکی ممتاز گرافن نیز به عنوان یکی از موضوعاتی تلقی می گردد که مطالعات بسیاری در باره آن انجام شده است. تحرک الکترون آن در دمای اتاق به میزان ۱۵,۰۰۰ cm2V s−۱ می باشد [۳] و دارای مقاومت مخصوص کم در دمای اندک است [۱۰] که آن را جزء بهترین عملکردها در این ارتباط در بین مواد مختلف مطرح می سازد. با این وجود، غالب خواص باقیمانده منوط به تعداد لایه های انباشته شده بر روی هم می باشند.
خواص الکتروشیمیایی گرافن نیز جزء مواردی است که در عصر معاصر توجه زیادی به آن معطوف شده است. کاربرد اصلی الکتروشیمیایی آن بر مبنای پنجره / محدوده پتانسیل الکتروشیمیایی گسترده، مقاومت بار الکتریکی پایین (در مقایسه با کربن شیشه ای) [۱۱]، و پیک های کاهشی کاملا مشخص [۱۲] می باشد. این پیک های کاهشی هر دو به صورت خطی با جذر مربعی بزرگی سرعت پویش همراستا هستند. این مورد خود موکد این موضوع می باشد که کاهش در ابتدا به صورت نفوذی کنترل می شود [۱۳]. مقادیر پیک به پیک تحت ولتامتری چرخه ای در سطح اندک می باشد که خود موکد سینتیک انتقال سریع الکترون بوده و سرعت انتقال الکترون آن از مرتبه های بزرگی بیشتری در مقایسه با سرعت انتقال کربن شیشه ای برخوردار می باشد. علاوه بر این الکترودهای گرافن نیز معرف بارگذاری آنزیمی بالا به واسطه مساحت زیاد سطح آنها می باشد که خود منجر به افزایش حساسیت می گردد [۴].

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۳- سنتز گرافن
سنتز گرافن را می توان با توجه به سه رویکرد مشخص شده در زیربخش های ذیل توصیف نمود.
 
۱-۳٫ لایه برداری
گرافن اصولا به صورت ورقه های گرافنی می باشد که به صورت لایه هایی بر روی یکدیگر انباشته شده و این انباشتگی به واسطه پیوندهای ضعیف واندروالس می باشد. عمل لایه برداری و از هم گسیختگی ضرورتا برمبنای شکست این پیوندها و جداسازی آنها بشکل ورقه های گرافن واحد می باشد [۱۸]. این روش در ابتدا به وسیله Novoselov و همکاران توصیه شد [۱۹]، که در آن اقدام به سنتز ورقه های گرافن از طریق تکرار فرآیندهای فراصوت افکنی اکسید گرافن و تلاش جهت احیای این موارد، که البته ناموفق بود، نمودند. با این حال، این فرایند منجر به تحصیل ورق های اکسید گرافن در سطح نانومقیاس شد. در نهایت این تکنیک جهت تولید گرافن تکمیل شد. روش دیگر جهت اجرای مفهوم مشابه شامل پاشیدگی و لایه برداری گرافن خالص در رسانه آبی می باشد [۲۰]. رویکردهای مختلف بر مبنای اصل لایه برداری نشان دهنده امیدهایی جهت حصول ابعاد بزرگ و در نتیجه تولید انبوه در این زمینه می باشد [۲۱-۲۳]. با این وجود لازم است تا نسبت به ارتقای متعاقب این فناوری ها اقدام نمود تا اینکه قابلیت تعدیل تعداد لایه ها وجود داشته باشد و در عین حال سبب از بین رفتن خواص الکتریکی این ورقه ها نیز نشود و همچنین قابلیت انتقال این فناوری به یک طرح تولیدی در سطح صنعتی نیز فراهم شود.
۲-۳٫ رسوبگذاری بخار شیمیایی (CVD)
رسوبگذاری بخار شیمیایی (CVD) به عنوان یک رویکرد ساده که سبب حذف ناخالصی های  باقیمانده  فلزی  می شود، مد نظر قرار گرفته است و بعنوان یک فناوری تولید گرافن بر روی محدوده ای گسترده ای از سوبستراها بدون تغییر خواص آنها اثبات شده است [۲۴]. گزارشهای استفاده از CVD نشان دهنده حصول نتایج مطلوبی در خصوص حفظ خواص گرافن بر روی سطوحی نظیر Ni [25، ۲۴] و Cu [26] می باشد، که البته ویژگی های دیگر را نیز باید در این زمینه مدنظر قرار داد. با توجه به هزینه اندک، مقیاس بزرگ و کیفیت خوب گرافن چنین موردی به عنوان یک جایگزین مطلوب مد نظر می باشد. رسوبگذاری بخار شیمیایی ارتقا یافته با پلاسمای مایکروویو (ریز موج) به عنوان نوعی استراتژی سنتز موثر لایه ها / فیلم های نانولایه ای (MGNFs) بر روی سوبسترای Si به شمار می آید. رشد مستقیم MGNFهای با خلوص بالا چشمگیر است که علت آن سازگاری جزء حسگری با الکترونیک Si متعارف است که خود قابلیت ساخت سیستم های بیوالکترونیک / الکترونیک زیستی جامع را فراهم می سازد [۱]. این تکنیک به وسیله Bhuvana و همکاران [۲۷] جهت ساخت پیکربندی های نوین نظیر رشد همبافته نانولایه ها از الیاف کربنی مورد استفاده قرار گرفته است که خود در مبحث مطالعات نفوذ نانو مقیاس و نتایج آن با قابلیت تکرار پذیری امید بخش می باشد (شکل ۲).
۳-۳٫ تکنیک های مبتنی بر مواد شیمیایی
تکنیک های مختلفی [۲۸] برای تفکیک / تجزیه گرافیت به لایه های گرافن با استفاده از واکنش دهنده های شیمیایی بکار گرفته شده اند. برخی از گروه های تحقیقاتی به طور موفقیت آمیزی توانستند نسبت به حصول گرافن از نانو فیلم ها / نانولایه های کربنی از طریق تکرار روشهای اکسایش، خالص سازی و سانتریفوژ اقدام نمایند. یک تکنیک متعارف مورد استفاده جهت مهیا سازی اکسید گرافن تحت عنوان روش هامر (Hummer) خوانده می شود [۲۹]. این روش ضرورتا شامل فرآوری گرافن با ترکیب عاری از آب سولفوریک اسید، سدیم نیترات و پتاسیم پرمنگنات می باشد. راهکارهای شیمیایی جهت تولید گرافن خود نشان دهنده پیشرفت های معنی داری در مقایسه با ریزشکافتگی گرافن پیرولیتی با نظم بالا می باشد چرا که پوشش مساحت بزرگی از سوبسترا با گرافن برای سیستم های کاربردی در مقیاس بزرگ مطلوب خواهد بود [۲۴]. با این وجود، برخی از این رویکردها نیازمند یک ماده سوبسترای خاص می باشند. یک مقاله مروری، کلیه راهکارهای شیمیایی اخیر را خلاصه می کند [۳۰].

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۴- سازگاری زیستی گرافن
ادوات مبتنی بر گرافن می بایست قابلیت سازگاری زیستی برای اعمال کاربردهای حسگری زیستی در محیط طبیعی را داشته باشند. Lu و همکاران [۳۴] تست نوری DNA با ردیابی رنگ را نشان دادند. به هنگامی که DNA و هدف پیوند داده شدند، مولکول هدف خود را از GO آزاد می کند و به این ترتیب فلورسانس خاموش شده را بازیابی می کند. این مورد بعنوان قابلیت حسگری با ویژگی پیوند بالا پیشنهاد شده است به گونه ای که فلورسانس تنها برای یک DNA تک رشته ای خاص رخ می دهد. انرژی های پیوندی بین نوکلئوبیس ها و نوکلئوزیدها با گرافن مورد بررسی به نظر اندک می باشند [۳۵]. Chen و همکاران [۱۷] اقدام به انجام آزمایشهای سازگاری زیستی با سلول های فیبروبلاست موش (L-929) بر روی صفحه گرافن نمودند. این سلول ها به طور معمول جهت ارزیابی سمیت سلولی سوبستراهای بالقوه برای رشد سلول به کار گرفته شده و قبلا نیز در خصوص ارزیابی های سازگاری زیستی برای نانولوله های کربنی از آنها استفاده شده است [۱۷]. آنها سرعتهای چسبیدگی و تکثیر مشابه با بافت پلی استایرن برای خط سلولی فیبروبلاست موش را مشاهده نمودند. Liu و همکاران [۳۳] آزمایشهای مشابهی را انجام دادند. آنها اقدام به کشت ARPE-19 بر روی سوبسترای GO نمودند. پس از ۷۲ ساعت از زمان کشت آنها از طریق میکروگراف های فلورسانس چسبندگی و تمایز خوبی را مشاهده نمودند که خود موکد سازگاری زیستی مناسب ورقه های GO بررسی شده می باشد (شکل ۳). در مقایسه با نانولوله های کربنی، Agarwal و همکاران [۳۶] دریافتند که تکثیر سلول های PC12 یاخته های استخوان ساز به طور موفقیت آمیزی جهت احیای GO کاربرد داشته در حالیکه شبکه ای از نانولوله های کربنی تک جداره حالت باز دارنده ای را به واسطه ویژگی های نانو توپوگرافی متمایز این دو نوع CNT) و گرافن) از سوبسترهای نانوکربنی تداعی می کنند.

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

 ۵- حسگری الکتروشیمیایی
به طور کلی کاربرد مواد کربنی در ابزارهای الکتروشیمی بواسطه جریان باقیمانده پایین آنها، سطح تجدید پذیری آسان، پنجره پتانسیل پهن و اضافه ولتاژ / ابر پتانسیل زیاد برای احیای O2 و نشر H2 مطلوب است [۱۶]. گرافن به واسطه مقاومت الکتریکی و ضخامت اتمی پایین آن جذاب می باشد [۳۷]. چگالی بالای مناطق دارای نقص لبه- صفحه بر روی گرافن سبب فراهم آوردن بخش های فعال متعددی برای انتقال الکترون به گونه های زیستی می شود [۳۸]. الکترودهای ایجادی از گرافن به طور قابل توجهی دارای توزیع یکنواخت تر بخش های فعال الکتروشیمیایی در مقایسه با موادی هستند که از گرافیت ساخته شده اند [۵]. حجم کلی آن بواسطه ساختار دوبعدی به محیط اطراف تحمیل شده که خود در تشخیص مولکول های جذب شده کاملا موثر می باشد [۴]. ورقه های گرافن دارای عملکرد الکتروشیمیایی ممتازی در مقایسه با MWCNTها، به واسطه نسبت بزرگتر لبه ها به صفحات اصلی (سطح صاف) می باشند، که خود منجر به بروز مقادیر بیشتری از نقص های لبه ای، که برای انتقال ناهمگن الکترون ایده آل می باشند، خواهد شد [۳۹]. با این وجود، مزیت اصلی ورقه های گرافن در مقایسه با CNTها یا نانو لوله های کربنی آن است که آنها غالبا از گرافن ساخته شده و حاوی مواد ناهمگنی که به صورت الکتروشیمیایی فعال باقی مانده، و موجب بروز خطرات سمی می شوند، نمی باشند [۵].

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۶- ارتقای حسگری زیستی گرافن با نانوذرات فلزی
فرآیند بی تحرک سازی نانو ذرات به عنوان یک راهکار مهم جهت توسعه ابزارهای الکتروکاتالیزوری به حساب می آید [۳۹]. یکی از مسایل مهم وجود نویزها یا پارازیت های بزرگی می باشند که منجر به ایجاد نسبت سیگنال به نویز اندک می شود و رسانایی الکتریکی بالایی را ایجاب می کند که سبب تولید سیگنال های الکتریکی بزرگ و جذب مناسب بیومولکول ها جهت ایجاد جفت شدگی قدرتمند سوبسترا – مولکول خواهد شد. موادی نظیر طلا غالبا نشان دهنده جذب بیومولکولی ضعیفی می باشند که در نهایت منجر به جفت شدگی ضعیف سوبسترا- بیومولکول و همچنین نویز بالا می شوند [۵۷]. جذب گرافن به بیومولکول ها به واسطه برهمکنشهای انباشتگی – π بین سلول های شش گوش و ساختارهای حلقوی کربن- مبنا می باشد که به گستردگی در مولکول های زیستی یا مولکول های نانو وجود دارند. یک ترکیب مناسب جذب زیستی و رسانایی بالا سبب ارتقای نسبت سیگنال به نویز بالا خواهد شد.
نانوذرات فلزی دارای رسانایی قابل توجه و خواص کاتالیزوری مطلوبی می باشند که سبب می شود تا آنها برای عمل به عنوان «اتصالات الکترونیکی» جهت ارتقای انتقال الکترون بین مراکز کاهش در پروتئین ها و سطوح الکترود مد نظر باشند و همچنین به عنوان کاتالیزور جهت افزایش سرعت واکنش الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرند [۵۸].

 

۷- حسگرهای زیستی ترانزیستور اثر میدانی (FET)
حسگرهای زیستی مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدانی (FET)  قابلیت ارائه مزیت های مطلوبی در مقایسه با دیگر حسگرهای الکتروشیمیایی بر حسب حساسیت بالاتر، گزینش پذیری همراه با زمان واکنش سریع، و فرآیند ساخت در مقیاس نانو و همچنین ابعاد مرتبط با ابزارهای وابسته را خواهند داشت. یک تغییر در رسانایی با توجه به برهمکنش بیومولکول ها / مولکول های زیستی با سطح نانوساختار با عنوان مکانیسم حسگری نوعی برای حسگرهای زیستی FET محسوب می شود. نانو لوله های کربنی به عنوان مواد فعال مورد استفاده قرار گرفته اند، اما نقص عمده در این ارتباط مشکل در جداسازی نانو لوله های فلزی از انواع نیمه رسانای آن می باشد. هرچه در ارتباط با گرافن ساختار الکترونیک سازگارتری را داشته باشیم به طور کلی قابلیت مناسبتری در مقایسه با نانو لوله های کربنی جهت استفاده از این ابزارها حاصل خواهد شد.
۸- حسگرهای زیستی نوری
در حسگرهای زیستی نوری، خواص نوری نظیر جذب، بازتاب یا انتشار فلورسنت و تغییر در شدت، زمان تاخیر، ناهمسانگردی، کارایی خاموش سازی یا انتقال انرژی لومینسانس در محدوده های فرابنفش (UV)، مریی یا زیر قرمز نزدیک (NIR) در پی برهمکنش مولکول های زیستی با آنالیت هدف مورد سنجش قرار گرفته اند. حسگرهای نوری دارای مزیت هایی چون حساسیت – متقابل اندک، طول عمر  بیشتر و حساسیت کمتر در برابر آلودگی می باشند. مورد آخری بعنوان یک پارامتر مفید مخصوصا در ساخت حسگرهای زیستی با قابلیت مناسب زیست سازگاری و عملکرد بالا مد نظر است. یکی از راهکارهای مناسب جهت تشخیص مولکول های زیستی به صورت نوری استفاده از نانو مواد کربنی (نانو لوله های کربنی و گرافن) از طریق اتصال یک فلوئورسان ساز می باشد، که قابلیت نشان دادن خواص فوتو فیزیکی مختلف به واسطه برهمکنش آن با کربن را خواهد داشت. به هنگامی که یک فلوئورسان ساز با نانو لوله های کربنی یا گرافن پیوند می دهد و پس از آن به وسیله یک تابش خارجی تحریک می گردد، سبب خاموشی تابش حاصله از فلوئورسان ساز شده و منجر به حصول پدیده ای تحت عنوان انتقال انرژی واکنش فلورسانس (FRET) می شود. FRET یک برهمکنش وابسته به – فاصله بین حالت های تحریک شده الکترونیک دو مولکول می باشد که در آن یک تحریک / برانگیختگی از یک مولکول دهنده به یک مولکول گیرنده بدون انتشار یک فوتون انتقال داده می شود.

 

۹- دیگر ایده های مربوط به حسگری
یکسری از رویکردهای دیگر نیز وجود دارند که اخیرا بر مبنای تکنیک های اصلی الکتروشیمیایی و نوری که در بالا ذکر شد، مشخص شده اند. به طور مثال، Wang و همکاران [۷۵] یک نوع استراتژی ذره نشانی گرافن با نیتروژن را پیشنهاد نمودند تا آنکه قابلیت اصلاح خواص الکترونیکی آن و ارتقای انتقال الکترون همراه با خواص الکتروکاتالیزوری آن وجود داشته باشد. دوپه سازی شیمیایی به عنوان یک روش موثر جهت اصلاح موارد ذاتی مواد، تغییر خواص الکترونیکی، دستکاری شیمی سطح، و تولید تغییرات موضعی در ترکیب عنصری مواد میزبان مدنظر می باشد. ذره نشانی نیتروژن غالبا ترجیح داده می شود که علت آن اندازه مشابه نیتروژن با اتم های کربن می باشد و بعلاوه، این مورد قابلیت ارتقای خواص الکتریکی و ساختاری نانو لوله های کربنی را نیز خواهد داشت. ذره نشانی نیتروژن را می توان از طریق بی تحرک سازی گرافن در محلول کیتوزان بر روی یک الکترود کربن شیشه ای انجام داد. الکترود اصلاح شده در یک اتاق پلاسما تحت فشار اتمسفر در نیتروژن با توان پلاسمای ۱۰۰ وات با زمان فراوری بین ۲۰ و ۱۰۰ دقیقه (منوط به میزان ذره نشانی نیتروژن مطلوب) قرار می گیرد. این الکترود سپس جهت تشخیص پروکسید مورد آزمایش قرار گرفته و مشخص می گردد که دارای یک محدوده خطی از ۱/۰ الی mM1/1 و محدوده تشخیص mM01/0 می باشد. تنها ۴ درصد از سیگنال آن پس از سه روز ذخیره سازی از دست می رود و علاوه بر این انتخاب پذیری خوب و حساسیت مطلوبی به هنگام آزمایش به عنوان یک حسگر گلوکز آنزیمی در برابر اسکوربیک اسید و اوریک اسید از خود نشان داده است.

مواد و ابزارهای هیبریدی با پایه گرافن برای حسگری زیستی

 

۱۰- نتیجه گیری
با توجه به نتایج اولیه امید بخش فراوان در باره حسگرهای زیستی بر پایه گرافن، چنین نتیجه می گیریم که آینده این مواد بسیار روشن می باشد. گرافن در مقایسه با نانو لوله های کربنی نه تنها در خصوص بکارگیری در انواع مختلف سیستم های حسگری الکتروشیمیایی ممتاز می باشد، بلکه این ماده به عنوان کم هزینه ترین گزینه نیز به اثبات رسیده است و بر این مبنا می توان آن را به عنوان یک جایگزین چشمگیر برای تولید در مقیاس بالا در نظر گرفت. علی الخصوص، روش های کنترل شده سنتز گرافن، مخصوصا از طریق فرآیندهای همراستا، در تضاد با فرآیندهای دسته ای، با توجه به راهکارهای کنترل تعداد لایه و مساحت مورد نیاز، جزء مواردی هستند که هنوز می بایست آنها را مورد بررسی و توسعه قرار داد. از نقطه نظر اساسی، برخی از ویژگی های ذاتی گرافن همراه با قابلیت های حسگری زیستی و رویه های سنجشی را می توان در آینده مورد مطالعه قرار داد. اثرات بخش های اکسیژن دار (oxygen moiety) بر روی خواص الکتروشیمیایی سوبسترا را باید مورد بررسی دقیق قرار داد، چرا که نتایج موجود تا اندازه ای ناسازگار هستند. ناحیه دیگری که می بایست بدان توجه داشت سازگاری زیستی گرافن در کاربردهای حسگری مختلف می باشد. با وجود آنکه مطالعات اولیه، گزارشهای مثبتی را در خصوص قابلیت گرافن جهت پشتیبانی از تکثیر سلول به همراه داشته اند، لازم است تا مطالعات بیشتری بر روی سیستم های بیولوژیکی و شرایط محیطی مرتبط با آنها انجام گیرند.

 

Irantarjomeh
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.