自供能纳米器件用于检测汞离子

美国佐治亚理工学院的王中林研究组于2006年首先提出了纳米发电机的理念,开辟了能源转化和应用的一个新领域。最近,该研究组又在前期研究基础上,开发出了一种基于摩擦生电原理的“自供能”纳米器件用于检测汞离子

这种纳米发电机具有层状结构,外侧由两个玻璃平板组成,玻璃平板的内侧带有金膜。上板在金膜表面涂有聚二甲基硅氧烷,而下板则在金表面组装形成一层金纳米颗粒,以增加两板之间的接触面积。该装置可以将外界机械力转换为电能,并用于一个LED灯的照明。然而,如果将器件放置于含有汞离子的溶液中,由于汞离子与金纳米颗粒的结合改变了表面的摩擦极性,使得电流显著减弱,并会导致LED等熄灭。

上述精巧的器件设计使得摩擦起电这一古老的现象展现出新的应用价值。同时,这一传感器具有成本低而灵敏度高的特点,未来经过改进也有望应用于其他污染物或生物分子的检测。