A new 3D diamond plasmonic platform for SERS chemical sensing in the marine environment
A new 3D diamond plasmonic platform for SERS chemical sensing in the marine environment
批准号:
1905083
负责人:
金额:
$0.0万
依托单位国家:
英国
项目类别:
Studentship
财政年份:
2017
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017 至 --
中文摘要
实现能够在海洋环境中以高灵敏度感知一系列化学物质/生化物质的设备是许多应用的关键使能技术。如果这些设备可以用于远程通信,甚至会遇到更多潜在的应用程序。就潜艇而言,监测与船体接触的化学物质/生物化学物质的设备在生物污染和腐蚀研究方面将具有重要意义,而可以检测海洋结合化学物质的设备可以作为近期海洋活动的局部特征,无论是在船体上安装设备,还是在船后试用,都可以增强探测和监视能力。使用通常被描述为“物联网”的通信技术,远程部署微型传感器可以增强在更广泛的海洋环境中的监视能力。金刚石是一种宽禁带半导体材料,具有极高的电子、光学、热、硬度和化学性能。这不仅使钻石传感器平台在海洋环境中具有最合适的弹性,而且金刚石也被证明比其他材料更能抵抗生物污染。在所有电极材料中,金刚石在水中显示出最高的“电化学窗口”(水发生氧化还原分解的电位),这意味着金刚石器件可以在比传统材料制成的器件更高的电压下工作。博士课程具体涉及:3D金刚石-碳纳米管结构的生长和表征;三维金刚石-碳纳米管结构的等离子体表征三维金刚石-碳纳米管结构SERS方法的发展;三维金刚石-碳纳米管阵列在64像素mea上的定位;三维金刚石-碳纳米管结构的表面功能化,以增加选择性传感的连接和物种三维平台sers传感器的灵敏度和选择性评价;原型器件实现策略的制定。
英文摘要
The realisation of devices that offer the ability to sense a range of chemicals / bio-chemicals within the marine environment with high sensitivity is a key enabling technology for many applications. If these devices can be enabled for remote communication even more potential applications are encountered. In terms of submarines, devices that monitor chemicals / bio-chemicals that encounter the hull would be of significant interest in terms of bio-fouling and corrosion studies, and devices that could detect marine bound chemicals as local signature of recent marine activity, either with devices on the hull, or trialled behind the boat could enhance detection and surveillance capabilities. Using the communication technologies often described as the 'internet of things' remotely deployed miniature sensors could enhance surveillance capability in the wider marine environment.Diamond is a wide band gap semiconductor material with extreme electronic, optical, thermal, hardness and chemical properties. Not only does this make a diamond sensor platform the most suitable in terms of resilience in a marine environment, but diamond has also been shown to resist bio-fouling more than other materials. Diamond displays the highest 'electrochemical window' of any electrode material in water (the potential at which the redox breakdown of water occurs) meaning that diamond devices can operate at higher voltages than those made from conventional materials.The PhD programme specifically involves: Growth and characterization of 3D diamond-CNT structures; plasmonic characterization of 3D diamond-CNT structures; development of SERS approach with 3D diamond-CNT structures; localization of 3D diamond-CNT arrays on 64-pixel MEAs; Surface functionlisation of 3D diamond-CNT structures for addition of linkers and species for selective sensing; evaluation of 3D platform SERS-based sensor in terms of sensitivity and selectivity; development of strategy for the realization of prototype devices.
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