研究目的
利用活性酯功能化的六苯并蒄在场效应晶体管中区分伯胺、仲胺与叔胺。
研究成果
该研究成功证明,在水性有机场效应晶体管传感器中,活性酯功能化的超支化聚合物(HBP)能够利用叔胺与活性酯的非反应性,实现叔胺与伯胺、仲胺的区分。这为环境监测和诊断等领域提供了一种具有潜在应用价值的选择性传感平台。
研究不足
该传感器仅适用于水环境及特定胺浓度(测试浓度为0.2 mM),可能无法检测其他溶剂或不同浓度下的胺类物质。与胺类的反应不可逆,导致传感器无法重复使用。由于高温下HBP可能发生异构化,其热稳定性存在问题。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及合成酯基功能化超支化聚合物(HBPs),表征其在晶体和薄膜中的自组装行为,并将其集成到带有微流控通道的基于有机场效应晶体管(OFET)的传感器中用于胺类检测。理论模型包括π-π堆积相互作用及活性酯与胺的化学反应活性。
2:样本选择与数据来源:
样本包括合成的化合物1和2,以及分析物如正己胺、苯乙胺、二乙胺、哌啶、三乙胺、吡啶和氨(浓度为0.2 mM的水溶液)。
3:2 mM的水溶液)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括X射线晶体学装置、旋涂仪、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、OFET制备工具(如金电极真空蒸镀设备)、PDMS微流控通道、注射泵。材料包括具有复合介电层(二氧化钛、氧化铝、MODPA)的硅基底、二氯甲烷和乙酸乙酯等溶剂,以及多种胺类。
4:实验步骤与操作流程:
通过Scholl反应和Diels-Alder反应合成HBPs;培养化合物1的晶体;在基底上旋涂化合物2的薄膜;制备带有金电极的顶接触OFET;与PDMS微流控通道集成;暴露于胺溶液;测量电学性能(漏电流、转移曲线)并进行表征(紫外-可见光谱、XRD、AFM)。
5:数据分析方法:
通过XRD图谱分析d间距,紫外-可见光谱分析吸收峰位移,AFM测量薄膜厚度,电学测量(迁移率、电流变化)采用统计方法计算平均值和标准差。
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Atomic Force Microscope
Used for imaging and section analysis of dip-coated films to study supramolecular assemblies and measure film thickness.
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X-ray Diffractometer
Used to study the crystal structure and layered nano-structure of thin films by measuring diffraction peaks.
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UV-vis Spectrophotometer
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Syringe Pump
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Field Effect Transistor
OFET
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