硅纳米线表面共价键修饰喹啉衍生物用于荧光化学传感器研究进展

硅纳米线是一种新型的一维半导体纳米材料，线体直径一般在10 nm 左右，内晶核是单晶硅，外层有一SiO2 包覆层。

纳米线表面共价键修饰喹啉衍生物，实现了硅纳米线光功能化，从而构成了对Cu(II)高灵敏、高选择的基于硅纳米线的荧光化学传感器(图1)。研究表明，由于共价键表面修饰，使得该传感器的稳定性得到很好的保证，通过酸洗和过滤能够反复使用(图2)。

该传感器结构避免了电学或电化学检测中电极的使用，实现了完全的光信号激发与探测，有利于光纤远距离监测。进一步通过硅纳米线组装成纳米线阵列，有望制成传感器阵列或传感器芯片，用于多物种的同时检测。

图1. 硅纳米线功能化修饰后灵敏度得到很大提高

图2. 基于硅纳米线Cu(II)传感器表现出较好的可逆性

另外，该课题组考虑到硅纳米线与目前硅集成技术良好的兼容性，进一步开展了硅纳米线在新型运算器件方面应用研究。他们通过对硅纳米线表面功能化（图3），实现了基于硅纳米线的三输入荧光化学逻辑开关（图4）。这一工作很好地解决了分子逻辑器件在溶液中不易操作的问题，促进了分子逻辑器件的实用化和小型化，对未来分子计算机具有重要意义。这种结构模式可以得到进一步发展，从而在单根硅纳米线表面组装不同的逻辑分子、或对硅纳米线阵列采用多种逻辑功能分子修饰，将构成基于硅纳米线的多态多功能的逻辑开关，**制备高集度的逻辑器件。

图3. 为实现硅纳米线荧光逻辑开关，对其功能化修饰

图4. 基于硅纳米线的荧光逻辑开关示意图

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以上资料来自西安齐岳生物小编（zhn2021.03.01）