应用于生物分子传感器的超细ZnO/SiO2壳层结构纳米棒阵列的制备及其光致发光特性研究

生物分子荧光分析是目前应用最为广泛的生物分子探测机理和探测手段。氧化锌纳米棒阵列作为一种优异的荧光增强衬底，可极大的增强生物荧光分子的荧光信号，从而实现高灵敏度的生物分子探测。为此，系统研究ZnO纳米棒阵列在生物分子传感器中的应用并进一步提升传感器的灵敏度具有非常重要的应用价值。本项目的研究目的是利用脉冲激光沉积和水热法两种制备工艺生长直径约20 nm的超细ZnO纳米棒/纳米管，最终得到具有高度稳定性和易于生物分子偶连的ZnO/SiO2壳层结构纳米棒阵列。研究超细ZnO/SiO2壳层结构纳米棒阵列所具有的大的可用于生物分子偶连的表面积对生物传感器灵敏度的影响；同时研究制备和后处理工艺对ZnO/SiO2壳层结构纳米棒发光特性的影响，进而实现对其光致发光波段的调制，为生物分子传感器的性能优化和机理研究提供有力支持。

生物分子荧光分析是目前应用最为广泛的生物分子探测机理和探测手段。而氧化锌纳米棒阵列作为一种优异的荧光增强衬底，可极大地增强生物荧光分子的荧光信号，从而实现高灵敏度的生物分子探测。本项目中我们利用气相和液相多种制备工艺制备了ZnO 纳米棒阵列和ZnO/SiO2 壳层结构纳米棒阵列，对其可控制备、光致发光特性，荧光增强特性进行了系统研究，获得了多种新型纳米结构，实现了样品形貌结构和光致发光特性的调制，揭示了ZnO 纳米棒和ZnO/SiO2 壳层结构纳米棒的生长机理和荧光增强机理，进而优化了样品的荧光增强特性，为其在高灵敏度生物分子传感器的应用研究提供有力支持。.本项目研究进展顺利，依照本项目的研究方案和经费预算，达成了研究目标和预期研究成果，取得了多项重要研究进展，并在人才培养和学术交流中有所收获。基于项目研究成果，目前已经发表SCI论文6篇，包括Nanoscale期刊论文1篇（影响因子：6.7），Scientific Reports期刊论文1篇（影响因子：5.1），RSC Advances期刊论文1篇（影响因子：3.7）, Inorganic Chemistry Frontiers期刊论文1篇（封面文章）, Journal Materials Chemistry C期刊论文1篇，和 Materials Letters 期刊论文1篇（影响因子：2.3）；申请国家发明专利3项（CN201310033723.7，CN201310541663.X，CN201410113809.5）；在国内学术会议做口头报告2个; 培养1名学生获得博士学位，1名学生获得硕士学位，另有1名博士和1名硕士正在进行项目的研究工作。