[发明专利]基于钴的氧化物的逻辑功能可调的逻辑门

摘要

本发明涉及纳米材料、催化、分析化学及分子计算机技术领域，具体包括基于牛血清蛋白模板的钴的氧化物纳米球的可变换逻辑门新应用。所制备的钴的氧化物纳米球不但在较宽的pH范围内保持稳定的电催化还原H2O2的活性，而且其活性在不同pH下受不同金属离子的影响也不尽相同。利用这一特性，以金属离子为输入信号，运用电化学的方法，以钴的氧化物纳米球的电催化还原H2O2活性的电化学响应为电化学信号，构建了电化学逻辑门，并通过调节pH实现了逻辑门功能的转变。

主权项

1.基于在不同pH下金属离子对钴的氧化物纳米材料的电催化还原H2O2活性的差异性作用的、逻辑功能可变的电化学逻辑门构建方法，其特征在于所述构建方法包括以下步骤：（1）制备钴的氧化物纳米材料信号探针：将牛血清蛋白与含有二价钴离子的水溶液混合均匀，向上述混合溶液中加入一定量的硼氢化钠并混匀，振荡反应数小时后离心收集产品；（2）基于钴的氧化物纳米材料的电极的构建：将一定浓度的步骤（1）中制备的钴的氧化物纳米材料的悬浮液滴加到倒置的电极上，待其干燥后再滴加一定量的nafion溶液，晾干备用；（3）电化学催化与检测：利用三电极体系，以步骤（2）所修饰的电极为工作电极通过计时电流法或恒电位扫描或循环伏安法测试，以浓度0.1 M的不同pH的缓冲液作电解质溶液，测定在‑0.8 V电位下的电流响应值；（4）OR、INHIBIT可变逻辑门的构建：将步骤（3）中电解质溶液的pH分别调节至pH 10.0或pH 7.0，并加入H2O2，以两种金属离子Fe3+和Hg2+为输入信号，通过步骤（3）中所属电化学检测方法所得的电流响应值为输出信号，利用步骤（1）中所制备的钴的氧化物纳米球在较宽的pH范围内保持稳定的电催化还原H2O2的活性并且其活性在不同pH下受Fe3+和Hg2+的影响不同的特性，分别构建了OR、INHIBIT逻辑门，通过两种pH的变换可实现OR、INHIBIT逻辑门功能的变换。