[发明专利]基于层状纳米带的化学传感器

说明书

本发明涉及一种化学传感器，其具有包括活性层状纳米材料的多条纳米带的基材和用于当与物质接触时测量所述多条纳米带中的至少一部分纳米带的电或物理特性的变化的物质检测部件。本发明还涉及一种使用化学传感器检测物质的方法以及一种用于构造基材以便于通过化学传感器进行化学检测的方法。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求在2016年3月25日提交的、序号为62/313,526的、名称为“Chemical Sensor Based On Layered Nanoribbons(基于层状纳米带的化学传感器)”的美国临时专利申请的优先权，其被分配予本文的受让人并且在此为了所有目的明确地通过引用将其并入本文。

技术领域

本发明涉及一种基于层状纳米带的化学传感器、一种使用化学传感器检测物质的方法以及一种用于构造基材以便于通过化学传感器进行化学检测的方法。

背景技术

对于环境和生命形式演变、工业排放、早期医学诊断及公众和食品安全以及其他因素的日益增长的忧虑和关注，已经提出了对浓度极低的重要的化学和生物种群的更高水平的灵敏度检测和监测的需求。纳米结构材料的进步使得能够出现具有高表面-体积比、高孔隙率和优异化学特性的新一代超灵敏固态传感器。然而，由于在这种传感器中使用的结构和材料的限制，检测极限通常是百万分之几(PPM)。随着在该技术中持续得到进展，可能需要更集中的检测限。

发明内容

以下呈现本发明的一个或多个方案的概述，以便提供对这些方案的基本理解。该概述不是所有预期方案的广义概述，并且既不旨在标识所有方案的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有方案的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一个或多个方案的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前导。

在一个示例中，提供了一种化学传感器，其包括：基材，其包括多条活性层状纳米材料的纳米带；以及物质检测部件，其用于当与物质接触时测量所述多条纳米带中的至少一部分纳米带的电或物理特性的变化。

在另一个示例中，提供了一种使用化学传感器检测物质的方法。该方法包括向位于基材上的多条层状纳米带提供电荷，其中多条层状纳米带由活性层状纳米材料构成；监测多条层状纳米带的物理或电特性的变化；以及基于确定多条层状纳米带的物理或电特性的变化达到阈值来检测物质。

在又一个示例中，提供了一种用于构造基材以便于通过化学传感器进行化学检测的方法。该方法包括：在基材上设置活性层状纳米材料，用光阻层涂覆活性层状纳米材料，将具有多个平行条的掩模施加至光阻层，显影基材以暴露活性层状纳米材料的由掩模覆盖的区域以产生多条涂覆有光阻层的、活性层状纳米材料的纳米带，蚀刻掉活性层状纳米材料的暴露区域以实现对于多条纳米带的边缘的基本上一致的边缘构造，以及将光阻层的剩余部分从多条纳米带去除。

为了实现前述和相关的目的，本发明的一个或多个方案包括在下文中充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方案的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示可用来实施各个方案的原理的多种方式中的几种，并且这种描述旨在包括所有这些方案及其等同物。

附图说明

在所附权利要求中阐述被认为是本文所描述的方案的特性的新颖特征。在下面的描述中，在整个说明书和附图中分别用相同的附图标记表示相同的部件。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简明起见，某些附图可以以夸张或概括的形式示出。然而，当结合附图进行阅读时，通过参考示例性实施例的以下详细描述会最佳地理解本发明本身以及优选的应用模式、其进一步的目的和进展，其中：

图1示出了根据本发明的一个方案的传感器的示例的示意图；

图2示出了根据本发明的一个方案的纳米带的边缘构造的示例；

图3示出了根据本发明的一个方案的用于检测基材的特性变化的方法的示例的流程图；