超灵敏微纳光纤悬臂梁微力传感器研究
结题报告
批准号:
61975173
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张磊
依托单位:
学科分类:
传输与交换光子器件
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
张磊
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中文摘要
超灵敏微力传感器对研究光与物质相互作用,探索生命科学关键问题,研制新型微纳器件具有重要意义。常用的原子力显微镜与磁镊的力学反馈机制复杂;光镊系统使用的激光强度大,易造成生物分子和细胞的损伤。如何基于新原理、新材料,构建结构简单、灵敏度高、工作范围宽、检测通量高的超灵敏微力传感器成为科学研究的一个迫切需求。本课题拟采用微纳光纤构建一种自带光学感知功能的悬臂梁传感器,微纳光纤既是悬臂梁的主体,又是信号光的载体,该结构不仅可以显著降低系统复杂性,还能大幅提高传感器的灵敏度和灵活性。本课题提出了探针形微纳光纤悬臂梁和具有纳流控通道的U形微纳光纤悬臂梁两种传感结构,基于微纳光纤导波模式转变原理,通过实时探测微纳光纤输出光强或悬臂梁振动频率的变化,开展单分子力谱和高通量单个纳米颗粒的特性研究。通过本项目研究,研制一种新型超灵敏微纳光纤传感器,推动光学传感技术的进步,促进生物、物理等学科的发展。
英文摘要
Ultrasensitive microforce sensor is the key to the success of understanding the fundamental processes of momentum exchange between light and matter, biology, and micro/nano devices. However, it is still a great challenge to construct ultrasensitive microforce sensors with large dynamic range, high throughput, and wide application potential by developing new transduction mechanisms and structural designs. Different from atomic force microscopy or micro/nanomechanical resonator which detects the microbending of cantilever by recording the reflected light from the top of the cantilever, we propose a novel concept by using micro/nanofiber (MNF) as cantilever and waveguide. In this case, the bending of the MNF can be detected by monitoring the transmission of the MNF or the shift of the resonance. Two types of sensors, named probe-shape MNF cantilever and U-shape MNF cantilever, are designed for single molecule force spectroscopy and high throughput weighting single nanoparticles. The outcome of this research will be a series of optical sensors which can boost the development of optical sensor, promote the study in the fundamentals of physics and biology.
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DOI:10.1002/adma.202304701
发表时间:2023
期刊:Advanced Materials
影响因子:--
作者:Shan Wang;Xiaoyu Wang;Qi Wang;Shuqi Ma;Jianliang Xiao;Haitao Liu;Jing Pan;Zhang Zhang;Lei Zhang
通讯作者:Lei Zhang
DOI:10.1007/s42765-021-00097-5
发表时间:2021-09
期刊:Advanced Fiber Materials
影响因子:16.1
作者:Zhang Zhang-Zhang;Yuran Kang;Ni Yao;Jing Pan;Wen-cheng Yu;Yao Tang;Yue Xu;Liqiang Wang;Lei Zhang
通讯作者:Zhang Zhang-Zhang;Yuran Kang;Ni Yao;Jing Pan;Wen-cheng Yu;Yao Tang;Yue Xu;Liqiang Wang;Lei Zhang
DOI:10.1002/aisy.202200203
发表时间:2023-01
期刊:Advanced Intelligent Systems
影响因子:7.4
作者:Yao Tang;Longteng Yu;Jing Pan;Ni Yao;Wei-dong Geng;Xiong Li;Liming Tong;Lei Zhang;Zhengyou Z
通讯作者:Yao Tang;Longteng Yu;Jing Pan;Ni Yao;Wei-dong Geng;Xiong Li;Liming Tong;Lei Zhang;Zhengyou Z
DOI:10.1002/aisy.202200412
发表时间:2023-03
期刊:Advanced Intelligent Systems
影响因子:7.4
作者:Shipeng Wang;Xiaoyu Wang;Shan Wang;Wen Yu;Longteng Yu;Lei Hou;Yao Tang;Zhang Zhang-Zhang;
通讯作者:Shipeng Wang;Xiaoyu Wang;Shan Wang;Wen Yu;Longteng Yu;Lei Hou;Yao Tang;Zhang Zhang-Zhang;
DOI:10.1364/prj.461182
发表时间:2022
期刊:Photonics Research
影响因子:7.6
作者:Ni Yao;Xiaoyu Wang;Shuqi Ma;Xingda Song;Shan Wang;Zhangxing Shi;Jing Pan;Shipeng Wang;Jianliang Xiao;Haitao Liu;Longteng Yu;Yao Tang;Zhang Zhang;Xiong Li;Wei Fang;Lei Zhang;Limin Tong
通讯作者:Limin Tong
柔性可穿戴有机电化学晶体管传感器及脑电 检测性能研究
  • 批准号:
    Z24C100004
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
Notch信号活化的巨噬细胞外泌体hsa_circ_0004658调控miR-499b-5p通路影响肝癌发生发展的机制研究
  • 批准号:
    LY21H160028
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
基于雇主学习理论的重点大学教育劳动力市场回报率的动态研究
  • 批准号:
    71973095
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
Notch与NF-κB信号通路的交互调节在HBV诱发M2 巨噬细胞天然免疫过程中的作用机制研究
  • 批准号:
    81801996
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
基于微纳光纤-微流控芯片的表面等离激元生物传感器研究
  • 批准号:
    61275217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
单根聚合物纳米线光学生物传感器
  • 批准号:
    60907036
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
新型免承重力抗震人字撑钢框架体系的性能和设计方法
  • 批准号:
    50908203
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    张磊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金