麻省理工学院Timothy M. Swager等报道通过电化学阻抗谱(EIS)表征技术研究溶液相中的官能团化修饰的单壁碳纳米管(SWCNT)化学传感。
SWCNT与电解液接触能够产生独特的电化学阻抗,这种作用是传统的等效电路无法进行分析。通过受到离子-电子混合导体的电荷传输性质的启发,作者基于传输线模型(transmission line model)研究,实现了能够给出所有等效电路参数的程度表征CNT-电解液体系的阻抗。
这种方法能够将多种信息之间的集成(这是传统电阻表征或者电容表征技术无法实现),因此能够区分其中的多种不同分析之间的区别。
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作者展示了这种电化学阻抗(chemi-impeditive)概念能够用于化学修饰SWCNT检测溶液相多氟烷烃化合物(PFAS)。通过EIS表征和SWCNT的表面氟化处理之间的结合,能够对每种不同PFAS分子产生分子的特征等效电路,包括CNT电阻、溶液电阻的变化、CNT-溶液界面电容的变化,通过这种表征技术实现了能够区分的方式,测试溶液中的全氟辛烷磺酸、全氟辛酸、六氟环氧丙烷二聚酸和全氟丁磺酸。
这种电化学阻抗表征技术为EIS分析进行化学传感提供新方法,为大量的传统传感器的电阻、电容单一信号测试提供一种新测试维度。
参考文献
Seok Hee Han, Thomas N. Pioch, and Timothy M. Swager*, Chemi-Impeditive Sensing Platform Based on Single-Walled Carbon Nanotubes, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c07986
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07986