Nghiên cứu tổng hợp dây nano polyaniline bằng phương pháp điện hoá ứng dụng trong chế tạo cảm biến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHU VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DÂY NANO POLYANILINE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO CẢM BIẾN LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHU VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DÂY NANO POLYANILINE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO CẢM BIẾN Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu điện tử Mã số: 62.52.92.01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN TRUNG TS MAI ANH TUẤN Hà Nội - 2013 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Tất xuất công bố chung với cán hướng dẫn khoa học đồng nghiệp đồng ý tác giả trước đưa vào luận án Các số liệu, kết luận án trung thực, chưa công bố sử dụng để bảo vệ luận án khác Tác giả luận án Chu Văn Tuấn iii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn PGS.TS Trần Trung TS Mai Anh Tuấn người định hướng, hướng dẫn, giúp hoàn thành nhiệm vụ đặt cho luận án Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban giám đốc, môn Công nghệ vi hệ thống cảm biến thuộc Viện đào tạo quốc tế khoa học vật liệu (ITIMS), Viện đào tạo sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên tạo điều kiện thuận lợi thời gian, giúp đỡ ủng hộ khác giúp hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn tất thành viên nhóm cảm biến sinh học, nhóm cảm biến khí - Viện ITIMS giúp đỡ nhiệt tình để hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn đến tất đồng nghiệp, bạn bè, gia đình động viên giúp đỡ thời gian qua vật chất lẫn tinh thần, trợ giúp chuyên môn, công việc có liên quan trực tiếp gián tiếp đến luận án, v.v… giúp hoàn thành luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến vợ tôi, người động viên, chia sẻ khó khăn suốt thời gian học tập nghiên cứu vừa qua Tác giả luận án Chu Văn Tuấn iv MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung vật liệu polymer dẫn 1.1.1 Lịch sử phát triển vật liệu polymer dẫn 1.1.2 Một số loại polymer dẫn 1.1.3 Các phương pháp chế tạo polymer dẫn cấu trúc chiều 10 1.1.4 Ứng dụng polymer dẫn 14 1.2 Dây nano polyaniline 17 1.2.1 Giới thiệu 17 1.2.2 Tính chất polyaniline 19 1.2.3 Cơ chế dẫn điện 22 1.2.4 Các kỹ thuật đo điện hóa 27 1.2.5 Biến tính trình biến tính vào polyaniline 32 Chương NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DÂY NANO POLYANILINE 36 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA 2.1 Mở đầu 37 2.2 Thực nghiệm 39 2.2.1 Hóa chất thiết bị sử dụng để tổng hợp dây nano PANi 39 2.2.2 Sơ đồ hệ điện hóa tổng hợp dây nano PANi 41 2.2.3 Quy trình tổng hợp dây nano PANi lên hệ vi điện cực Pt 41 2.3 Kết thảo luận 2.3.1 Đặc trưng quét vòng (CV) 43 43 2.3.2 Đặc trưng hình thái cấu trúc hệ vi điện cực Pt - dây nano 49 polyaniline 2.3.2.1 Ảnh hiển vi điện tử quét (FE-SEM) xác định cấu 49 trúc hình thái bề mặt dây nano polyaniline 2.3.2.2 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM 54 v 2.3.3 Đặc trưng cấu trúc điện tử dây nano polyaniline 55 2.3.3.1 Phổ hồng ngoại FT-IR 55 2.3.3.2 Phổ Raman dây nano polyaniline 58 2.3.3.3 Kết phân tích nhiệt 59 Kết luận 60 Chương ỨNG DỤNG DÂY NANO POLYANILINE TRONG 62 CHẾ TẠO CẢM BIẾN KHÍ 3.1 Mở đầu 63 3.2 Cảm biến khí 65 3.2.1 Khái niệm cảm biến khí 65 3.2.2 Cơ chế nhạy khí dây nano polyaniline 66 3.3 Chuẩn bị điện cực hệ đo khí 68 3.3.1 Vi điện cực Pt phủ dây nano polyaniline 68 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ trộn khí 70 3.4 Kháo sát đặc trưng nhạy khí 3.4.1 Các đặc trưng cảm biến 71 72 3.4.1.1 Khả nhạy khí nhiệt độ phòng 72 3.4.1.2 Sự phụ thuộc điện trở cảm biến theo nhiệt độ 72 3.4.1.3 Sự ổn định điện trở cảm biến theo thời gian 73 3.4.2 Kết khảo sát đặc trưng nhạy khí 73 3.4.2.1 Đặc trưng nhạy khí NH3 74 3.4.2.2 Đặc trưng nhạy khí ethanol 79 3.4.2.3 Dây nano PANi biến tính bề mặt hạt nano Pd 81 3.4.2.4 Khả chọn lọc cảm biến 85 Kết luận 86 Chương ỨNG DỤNG DÂY NANO POLYANILINE TRONG 88 CẢM BIẾN SINH HỌC XÁC ĐỊNH VI RÚT GÂY BỆNH 4.1 Mở đầu 89 4.2 Cảm biến sinh học xác định vi rút viêm não Nhật Bản 92 4.2.1 Khái niệm cảm biến sinh học 92 4.2.2 Nguyên lý hoạt động cảm biến sinh học 94 vi 4.2.3 Vi rút viêm não Nhật Bản 95 4.2.4 Cố định kháng thể IgG lên cảm biến 97 4.3 Các phép đánh giá điện hóa cảm biến phát vi rút 98 viêm não Nhật Bản 4.3.1 Phương pháp quét vòng tuần hoàn (CV) 101 4.3.2 Đặc trưng đáp ứng dòng theo nồng độ kháng nguyên vi rút 101 viêm não Nhật Bản 4.3.3 Phương pháp đo phổ tổng trở cảm biến xác định vi rút 102 viêm não Nhật Bản 4.3.3.1 Xác định bắt cặp kháng nguyên /kháng thể 103 phép đo phổ tổng trở 4.3.3.2 Phổ tổng trở cảm biến theo nồng độ vi rút viêm 106 não Nhật Bản 4.3.4 Đánh giá đặc trưng cảm biến 107 4.3.4.1 Khoảng tuyến tính/ giới hạn phát 107 4.3.4.2 Thời gian đáp ứng 108 Kết luận 110 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 135 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng anh SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét Field Emission Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FE-SEM EDX TEM TGA Energy-Dispersive X-ray Transmission Electron Microscope Thermo Gravimetric Analysis Tên tiếng việt Tán xạ lượng tia X Kính hiển vi điện tử truyền qua Phân tích nhiệt trọng lượng Phân tích nhiệt vi sai MFC Differential Thermal Analysis Standard cubic centimeters per minute Mass flow controller LPG Liquefied Petroleum Gas Khí ga hóa lỏng XRD X Ray Diffraction Fourier-transform infrared spectroscopy Polyaniline Nhiễu xạ tia X Phổ hồng ngoại PA Polyaxetylen Polyaxetylene PPy Polypyrrole Polypyrrole PTs Polythiophene Polythiophene PEO poly-ethyl oxide poly-ethyl oxide PVA polyvinyl alcohol polyvinyl alcohol PLA Poly-lactic acid Axit Poly-lactic Organic light emitting diode Đi ốt phát sáng hữu Nanowires Dây nano CV Cyclic voltammetry Thế vòng tuần hoàn LE Leucoemeraldine EM Emeraldine Chất trạng thái khử Chất trạng thái oxy hóa nửa DTA SCCM FT-IR PANi OLED NWs Xăng-ti-mét khối chuẩn phút Điều chỉnh lưu lượng khí Polyaniline viii PE Chất trạng thái khử Phổ tổng trở WE Pernigranilin Electrochemical Impedance Spectroscopy Working electrode RE Reference electrode Điện cực so sánh CE counter electrode Deoxyribonucleic acid Enzyme – Linked Immuno Sorbent Assay Ribonucleic acid Điện cực đối Axit nucleic Japanese encephalitis virus Vi rút Viêm não Nhật EIS ADN ELISA ARN VNNB (JEV) Điện cực làm việc Miễn dịch đánh dấu enzyme A xít ribonucleic Organic light emitting diode Đi ốt phát sang hữu PVC Polyvinyl clorua Một loại polyme PCR Polymerase chain reaction Phản ứng chuỗi polyme ARN Ribonucleic acid Axit Ribonucleic NHS Tên loại hóa chất Tên loại hóa chất BSA N-Hydroxysuccinimide 1-ethyl-3-(3dimethyaminopropyl) carbodiimide Bovine serum albumin PBS Phosphate buffered saline Dung dịch đệm phốt phát Ab Antibody Kháng thể Ag Antigen Kháng nguyên OLED EDC Albumin huyết bò ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Tên bảng biểu Trang Bảng 1.1 Lịch sử phát triển vật liệu polymer dẫn Bảng 1.2 Năng lượng vùng cấm số polymer dẫn 33 Bảng 2.1 Hóa chất dùng thí nghiệm Bảng 2.2 Nồng độ hóa chất thông số trình 42 điện hóa Bảng 3.1 Một số nghiên cứu cảm biến khí sở vật 64 liệu polyaniline Bảng 4.1 Một vài cảm biến sinh học chế tạo phát 92 triển ITIMS Bảng 4.2 Giá trị điện trở chuyển điện tích Rct nồng 107 độ kháng nguyên vi rút VNNB khác Bảng 4.3 So sánh kết dò tìm kháng nguyên vi rút gây 110 bệnh số loại cảm biến miễn dịch 39 [85] J.L Bredas, G.B Street (1985), Polarons, Bipolarons, and Solitons in Conducting Polymers, Accounts of Chemical Research, 18, pp 309 - 315 [86] Jayesh Doshi, Darrell H Reneker (1995), Electrospinning Process and Applications of Electrospun Fibers, Journal of Electrostatics, 35, pp 151 160 [87] Jaroslav Stejskal, Irina Sapurina, Miroslava Trchová, Jan Prokeš, Ivo Křivka, Eva Tobolková (1998), Solid-state protonation and electrical conductivity of polyaniline, Macromolecules, 31, pp 2218 - 2222 [88] Julio M D’Arcy, Henry D Tran, Vincent C Tung, Alexander K TuckerSchwartz, Rain P Wong,Yang Yang, Richard B Kaner (2010), Versatile solution for growing thin films of conducting polymers, Applied physical sciences, 107, pp 19673 - 19678 [89] Jinsong Tang, Xiabin Jing, Baochen Wang, Fosong Wang (1988), Infrared spectra of soluble polyaniline, Synthetic Metals, 24, pp 231 - 238 [90] Jiri Janata (2003), Electrochemical microsensors, Proceeding of the IEEE, 91, pp 864 - 869 [91] Jiri Janata, Mira Josowicz (2003), Conducting polymers in electronic chemical sensors, Nature Materials, 2, pp 19 - 24 [92] Jaroslav Stejskal, Irina Sapurina, Miroslava Trchová (2010), Polyaniline nanostructures and the role of aniline oligomers in their formation, Progress in Polymer Science, 35, pp 1420 - 1481 [93] Jiangtao Hu, Teri Wang Odom, Charles M Lieber (1999), Chemistry and Physics in One Dimension: Synthesis and Properties of Nanowires and Nanotubes, Accounts of Chemical Research, 32, pp 435 - 445 [94] Jenkins AL, Yin R, Jensen JL (2001), Molecularly Imprinted Polymer Sensor for Pesticide and Insecticide Detection in Water, Analyst, 126, pp 798 - 802 [95] Jianjun Wang, Nosang V Myung, Minhee Yun, Harold G Monbouquette (2005), Glucose oxidase entrapped in polypyrrole on high  surface  area Pt electrodes: a model platform for sensitive electroenzymatic biosensors, Journal of Electroanalytical Chemistry, 575, pp 139 - 146 122 [96] Jennifer L West, Naomi J Halas (2003), Engineered nanomaterials for biophotonics applications: improving sensing, imaging, and therapeutics, Annual Review of Biomedical Engineering, 5, pp 285 - 292 [97] Jinseok Heo, Susan Z Hua (2009), An Overview of Recent Strategies in Pathogen Sensing, Sensors, 9, pp 4483 - 4502 [98] K Ogura, H Shiigi (1999), A  CO2 Sensing Composite Film Consisting of Base‐Type Polyaniline and Poly(vinyl alcohol), Electrochemical and SolidState Letters, 2, pp 478 - 480 [99] K Zakrzewska (2001), Mixed oxides as gas sensors, Thin Solid Films, 391, pp 229 - 238 [100] Kyung Hwa Hong, Kyung Wha Oh, Tae Jin Kang (2004), Polyaniline-nylon composite fabric for ammonia gas sensor, Journal of Applied Polymer Science, 92, pp 37 - 42 [101] Kuno G (2001), Transmission of Arbovuruses without involvement of Artropod vector, Acta Virologica, 45, pp 139 - 150 [102] Klaus Stöhr, Marja Esveld (2004), Will vaccines be available for the next influenza pan demic, Science, 306, pp 2195 - 2196 [103] Kumaran Ramanathan, Shyam S Pandey, Rajesh Kumar, Anamika Gulati, A Surya N Murthy, Bansi D Malhotra (2000), Covelent immobilization of glucose exidase to poly(o- amino benzoic acid) for application to glucose biosensor, Journal of Applied Polymer Science, 78, pp 662 - 667 [104] Li-Jie Sun, Xiao-Xia Liu (2008), Electrodepositions and capacitive properties of hybrid films of polyaniline and manganese dioxide with fibrous morphologies, European Polymer Journal, 44, pp 219 - 224 [105] L.C Costa, F Henry, M.A Valente, S.K Mendiratta, A.S Sombra (2002), Electrical and dielectrical properties of the percolating system polystyrene/polypyrrole particles, European Polymer Journal, 38, pp 1495 - 1499 [106] L W Shacklette, J F Wolf, S Gould, R H Baughman (1988), Structure and properties of polyaniline as modeled by single-crystal oligomers, Journal of Chemical Physics, 88, pp 3955 - 3962 123 [107] Leonardo Lizarraga, Estela María Andrade, Fernando Victor Molina (2007), Anion exchange influence on the electrochemomechanical properties of polyaniline, Electrochimica Acta, 53, pp 538 - 548 [108] Lange U, Roznyatovskaya NV, Mirsky VM (2008), Conducting polymers in chemical sensors and arrays, Analytica Chimica Acta, 614, pp - 26 [109] Ling-Yueh Yang, Wen-Bin Liau (2010), Environmental responses of polyaniline inverse opals: Application to gas sensing, Synthetic Metals, 160, pp 609 - 614 [110] Le Viet Thong, Nguyen Duc Hoa, Dang Thanh Le, Do Thanh Viet, Phuong Dinh Tam, Anh- Tuan Le, Nguyen Van Hieu (2010), On-chip fabrication of SnO2 nanowire gas sensor: The effect of growth time on sensor peformance, Sensors and Actuators B: Chemical, 146, pp 361 - 367 [111] Li J, Ng H.T (2004), Carbon Nanotube Sensors, Encyclopedia of Nanoscience and nanotechnology,1, pp 591- 601 [112] Lam Dai Tran, Dzung Tuan Nguyen, Binh Hai Nguyen, Quan Phuc Do, Huy Le Nguyen (2011), Development of interdigitated arrays coated with functional polyaniline/MWCNT for electrochemical biodetection: Application for human papilloma virus, Talanta, 85, pp 1560 - 1565 [113] Lam Dai Tran, Binh Hai Nguyen, Nguyen Van Hieu, Hoang Vinh Tran, Huy Le Nguyen, Phuc Xuan Nguyen (2011), Electrochemical detection of short HIV sequences on chitosan/Fe3O4 nanoparticle based screen printed electrodes, Materials Science and Engineering C, 31, pp 477 - 485 [114] Liju Yang, Rashid Bashir (2008), Electrical/electrochemical impedance for rapid detection of foodborne pathogenic bacteria, Biotechnology Advances, 26, pp 135 - 150 [115] M Matsuguchi, A Okamoto, Y Sakai (2003), Effect of humidity on NH3 gas sensitivity of polyaniline blend films, Sensors and Actuators B, 94, pp 46 - 52 [116] M Matsuguchi, J Io, G Sugiyama, Y Saka (2002), Effect of NH3 gas on the electrical conductivity of polyaniline blend films, Synthetic Metals, 128, pp 15 - 19 124 [117] Mülhaupt R (2004), Hermann Staudinger and the Origin of Macromolecular Chemistry, Angewandte Chemie International Edition, 43, pp 1054 - 1063 [118] M Kraljic, Z Mandic, Lj Duic (2003), Inhibition of steel corrosion by polyaniline coatings, Corrosion Science, 45, pp 181 - 198 [119] Mahendra D Shirsat, Mangesh A Bangar, Marc A Deshusses, Nosang V Myung, and Ashok Mulchandani (2009), Polyaniline nanowires-gold nanoparticles hybrid network based, Applied Physics Letters, 94, 083502 [120] M Bognitzki, H Hou, M Ishaque, T Frese, M, Hellwig, C Schwarte, A.Schaper, J.H Wendorff, A Greiner (2000), Polymer, metal, and hybrid nano –and mesotuber by coating degradable polymer template fibers, Advanced Materials, 12, pp 637 - 640 [121] Mikhail Bognitzki, Thomas Frese, Martin Steinhart, Andreas Greiner, Joachim H Wendorff, Andreas Schaper, Michael Hellwig (2001), Preparation of fibers with nanoscaled morphologies: electrospinning of polymer blensd, Polymer Engineering& Science, 41, pp 982 - 989 [122] Moses M Hohman, Michael Shin, Gregory Rutledge, Michael P Brenner (2001), Electrospinning and electrically forced jets II Applications, Physics of Fluids, 13, pp 2221 - 2236 [123] Magdalena Tagowska, Barbara Pałys, Krystyna Jackowska (2004), Polyaniline nanotubules-anion effect on conformation and oxidation state of polyaniline studied by Raman spectroscopy, Synthetic Metals, 142, pp 223 - 229 [124] M Hernández-Vélez (2006), Nanowires and 1D arrays fabrication: An overview, Thin Solid Films, 495, pp 51 - 63 [125] M Cochet, G Louarn, S Quilard, J P Buisson, S Lefrant (2000), Theoretical and experimental vibrational study of emeraldine in the salt forms (Part II), Journal of Raman Spectroscopy, 31, pp 1041 - 1049 [126] Maddison D.S, Tansley T.L (1992), Variable range hopping in polyaniline films of a range of conductivities and preparation methods, Journal of Applied Physics, 72, pp 4677 - 4682 [127] M.E Nicho, M Trejo, A Garc a-Valenzuela, J.M Saniger, J Palacios, H Hu (2001), Polyaniline composite coatings interrogated by a nulling optical125 transmittance bridge for sensing low concentrations of ammonia gas, Sensors and Actuators B: Chemical, 76, pp 18 - 24 [128] Mistutoshi Hirata, Liangyan Sun (1994), Characteristics of an organic semiconductor polyaniline film as a sensor for NH3 gas, Sensors and Actuators A: Physical, 40, pp 159 - 163 [129] M Ghosh, A Barman, S K De, S Chatterjee (1998), Transport properties of HCl doped polyaniline and polyaniline–methyl cellulose dispersion, Journal of Applied Physics, 84, pp 806 - 812 [130] Masanobu Matsuguchi, Takuya Asahi (2011), Properties and stability of polyaniline nanofiber ammonia sensors fabricated bynovel on-substrate method, Sensors and Actuators B: Chemical, 160, 999 - 1004 [131] Miri Yemini, Meital Reches, Judith Rishpon, Ehud Gazit (2005), Novel Electrochemical Biosensing Platform Using Self-Assembled Peptide Nanotubes, Nano Letters, 5, pp 183 - 186 [132] M.F Diouani, S Helali, I Hafaid, W.M Hassen, M.A Snoussi, A Ghram, N Jaffrezic-Renault, A Abdelghani (2008), Miniaturized biosensor for avian influenza virus detection, Materials Science and Engineering C, 28, pp 580 - 583 [133] McManus, Peter M., Richard J Cushman, Sze Cheng Yang (1987), Influence of Oxidation and Protonation on the Electrical Conductivity of Polyaniline, The Journal of Physical Chemistry, 91, pp 744 - 747 [134] Norma Aurea Rangel-Vázquez, René Salgado-Delgado,Edgar GarcíaHernández,Ana María Mendoza-Martínez (2009), Characterization of copolymer based in polyurethane and polyaniline, Journal of the Mexican Chemical Society, 53, pp 248 - 254 [135] N.Wang, Y.Cai, R.Q.Zhang (2008), Growth of nanowires, Materials Science and Engineering, 60, pp - 51 [136] Nobuyuki Sakai, Yasuo Ebina, Kazunori Takada, and Takayoshi Sasaki (2004), Electronic Band structure of Titania Semiconductor Nanosheets Revealed by Electrochemical and Photoelectrochemical Studies, Journal of the American Chemical society, 126, pp 5851 - 5858 [137] Nguyen Van Hieu, Dang Thi Thanh Le, Nguyen Duc Khoang, Nguyen Van Quy, Nguyen Duc Hoa, Phuong Dinh Tam, Anh-Tuan Le, Tran Trung 126 (2011), A comparative study on the NH3 gas-sensing properties of ZnO, SnO2 and WO3 nanowires , International Journal of Nanotechnology, 8, pp 174 - 187 [138] Noboru Yamazoe (2005), Toward innovations of gas sensor technology, Sensors and Actuators B: Chemical, 108, pp - 14 [139] Omowunmi A Sadik, Jeanette M Van Emon (1996), Applications of electrochemical immunosensors to environmental monitoring, Biosensors and Bioelectronics, 11, pp - 11 [140] Ouerghi O, Touhami A, Jaffrezic-Renault N, Martelet C, Ouada H.B, Cosnier S (2004), Electrodeposited Biotinylated Polypyrrole as an Immobilization Method for Impedimetric Immunosensors, IEEE sensors journal, 4, pp 559 - 567 [141] Olivier Lazcka, F Javier Del Campo, F Xavier Muñoz (2007), Pathogen detection: A perspective of traditional methods and biosensors, Biosensors and Bioelectronics, 22, pp 1205 - 1217 [142] Phương Đinh Tâm (2008), Nghiên cứu chế tạo cảm biến DNA nhằm ứng dụng y học thực phẩm, Luận án Tiến sỹ khoa học Vật liệu [143] Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến (2000), Cảm biến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [144] Phuong Dinh Tam, Nguyen Van Hieu, Nguyen Duc Chien, Anh-Tuan Le, Mai Anh Tuan (2009), DNA sensor development based on multi-wall carbon nanotubes for label-free influenza virus (type A) detection, Journal of Immunological Methods, 350, pp 118 - 124 [145] Palacios Gustavo, Phenix-Lan Quan et al (2007), Panmicrobial oligonucleotide array for diagnosis of infectious diseases, Emerging Infectius Disease, 13, pp 73 - 81 [146] Phan Thị Ngà (2004), Vi rút viêm não Nhật Bản kỹ thuật chẩn đoán, Nhà xuất Y học [147] Paula Gould (2004), Nanoparticles probe biosystems, Materials Today, 7, pp 36 - 43 127 [148] Porter RA (2000), Investigation of electroplated conducting polymer as antibody receptor in immunosensor, Journal of Immunoassay, 21, pp 51 64 [149] Phuong Dinh Tam, Mai Anh Tuan, Tran Quang Huy, Anh-Tuan Le, Nguyen Van Hieu (2010), Facile preparation of a DNA sensor for rapid herpes virus detection, Materials Science and Engineering C, 30, pp 1145 - 1150 [150] Phuong Dinh Tam, Mai Anh Tuan, Tran Quang Huy, Nguyen Duc Chien, (2008), Electrochemical DNA sensor for herpes virus detection, Journal of Chemistry, 46, pp 127 - 132 [151] Q Fang, D.G Chetwynd, J.A Covington, C.-S Toh, J.W Gardner (2002), Micro-gas-sensor with conducting polymers, Sensors and Actuators B: Chemical, 84, pp 66 - 71 [152] Qunhui Sun, Myung-Chul Park, Yulin Deng (2008), Studies on onedimensional polyanline (PANI) nanostructures and the morphological evolution, Materials Chemistry and Physics, 110, pp 276 - 279 [153] R Dersch, M Steinhart, U Boudriot, A Greiner, J H Wendorff (2005), Nanoprocessing of polymers: applications in medicine, sensors, catalysis, photonics, Polymers for Advanced technologies, 16, pp 276 - 282 [154] R Moos, R Muller, C Plog, A Knezevic, H Leye, E Irion, T Braun, K.J Marquardt, K Binder (2002), Selective ammonia exhaust gassensor for automotive applications, Sensors and Actuators B: Chemical, 83, pp 181189 [155] Ron Fouchier, Thijs Kuiken, Guus Rimmelzwaan, Albert Osterhaus (2005), Global task force for influenza, Nature, 435, pp 419 - 420 [156] Ron A M Fouchier, Peter M Schneeberger, Frans W Rozendaal, Jan M Broekman, Stiena A G Kemink, Vincent Munster, Thijs Kuiken, Guus F Rimmelzwaan, Martin Schutten, Gerard J J van Doornum, Guus Koch, Arnold Bosman, Marion Koopmans, Albert D M E Osterhaus (2004), Avian influenza A virus (H7N7) associated with human conjunctivitis and a fatal case of acute respiratory distress syndrome, Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101, pp 1356 - 1361 128 [157] Robert S HodgesS, Robin J Heaton, J M Robert Parker (1988) Antigenantibody interaction, Journal of Biological Chemistry, 263, pp 11768 11775 [158] Rebecca L Caygill, G Eric Blair, Paul A Millner (2010), A review on viral biosensors to detect human pathogens, Analytica Chimica Acta, 681, pp - 15 [159] Satyanarayana V.N.T Kuchibhatla, S.A Karakoti, Debasis Bera, S.Seal (2007), One dimensional nanostructured materials, Progress in Materials Science, 52, pp 699 - 913 [160] S Sathiyanarayanan, K Maruthan, S Muthukrishnan, G Venkatachari (2009), High performance polyaniline containing coating system for wet surfaces, Progress in Organic Coatings, 66, pp 113 - 117 [161] S Sathiyanarayanan, C Jeyaprabha, G Venkatachari (2008), Influence of metal cations on the inhibitive effect of polyaniline for iron in 0.5 M H2SO4, Materials Chemistry and Physics, 107, pp 350 - 355 [162] Siegmar Roth (1984), Charge transport in conducting polymers, Advances in Solid State Physics, 24, pp 119 - 132 [163] Sergey V Fridrikh, Jian H Yu, Michael P Brenner, Gregory C Rutledge (2003), Controlling the Fiber Diameter During Electrospinning, Physical Review Letters, 90, pp 144502 - 144506 [164] S.M Sayyah, R.E Azzooz, S.S Abd El-Rehim, M.M El-Rabiey (2006), Electropolymerization of o-Aminobenzoic Acid and Characterization of the Obtained Polymer films, International Jounal of Polymeric Materials, 55, pp 37 - 36 [165] Sambhu Bhadra, Dipak Khastgir, Nikhil K Singha, Joong Hee Lee (2009), Progress in preparation processing and applications of polyaniline, Progress in Polymer Science, 24, pp 783 - 810 [166] Shaolin Mu, Yifei Yang (2008), Spectral Characteristics of Polyaniline Nanostructures Synthesized by Using Cyclic Voltammetry at Different Scan Rates, Journal of Physical Chemistry B, 112, pp 11558 - 11563 [167] S Quillard, G Louarn, J.P Buisson, M Boyer, M Lapkowski, A Pron, S Lefrant (1997), Vibrational spectroscopic studies of the isotope effects in polyaniline, Synthetic Metals, 84, pp 805 - 812 129 [168] Sara Tombelli, Maria Minunni, Marco Mascini (2005), Piezoelectric biosensors: Strategies for coupling nucleic acids to piezoelectric devices, Methods, 37, pp 48 - 56 [169] Sebastian Kossek, Celestino Padeste, Louis X.Tiefenauer, Hans Siegenthaler (1998), Localization of individual biomolecules on sensor surfaces, Biosensors and Bioelectronics, 13, pp 31 - 43 [170] Strauss, E., Strauss, J & Strauss, E G (2001) in Viruses and Human Disease, eds Strauss, J & Strauss, E (Academic, San Diego), pp 1–365 [171] S Sam, L Touahir, J Salvador Andresa, P Allongue, J.-N Chazalviel, A C Gouget-Laemmel, C Henry de Villeneuve, A Moraillon, F Ozanam , N Gabouze, S Djebbar (2009), Semiquantitative Study of the EDC/NHS Activation of Acid Terminal Groups at Modified Porous Silicon Surfaces, Langmuir, 26, pp 809 - 814 [172] This year’s Nobel prizes for Physics and Chemistry, Meterials Today, Volume 10, Issues 12, December 2007, Page 67 [173] Tom Lindfors, Pia Sjöberg, Johan Bobacka, Andrzej Lewenstam and Ari Ivaska (1999), Characterization of a single - piece all – solid - state Lithium – selective electrode based on soluble conducting polyaniline, Analytica Chimica Acta, 385, pp 163 - 173 [174] Tetsu Tatsuma , Tsuyoshi Watanabe , Sayuri Tatsuma, Tadashi Watanabe (1994), Substrate-purging enzyme electrodes Peroxidase/catalase electrodes for hydrogen peroxide with an improved upper sensing limit, Analytical Chemistry, 66, pp 290 - 294 [175] Ting-Jen Hsueh, Cheng-Liang Hsu, Shoou-Jinn Chang, I-Cherng Chen (2007), Laterally grown ZnO ethanol gas sensor, Sensors and Actuators B: Chemical, 126, pp 473 - 477 [176] Thijs Kuiken, Ron Fouchier, Guus Rimmelzwaan, Albert Osterhaus (2003), Emerging viral infections in a rapidly changing world, Current Opinion in Biotechnology, 14, pp 641 - 646 [177] Tarushee Ahuja, Irfan Ahmad Mir, Devendra Kumar, Rajesh (2007), Biomolercular immobilization on conducting polymers for biosensing applications, Biomaterials, 28, pp 791 - 805 130 [178] Technical Infoemation on Japanese Encephalitis – Guidelines for Diagnosis, Surveillance and Control (1988), who, New Delhi [179] Tran Quang Huy, Nguyen T Hong Hanh, Nguyen Thanh Thuy, Pham Van Chung, Phan Thi Nga, Mai Anh Tuan (2011) A novel biosensor based on serum antibody immobilization for rapid detection of viral antigens, Talanta, 86, pp 271 - 277 [180] Tzong-Zeng Wu, Chih-Cheng Su, Li-Kuang Chen, Hui-Hua Yang, Dar-Fu Tai, Kou-Cheng Peng (2005), Piezoelectric immunochip for the detection of dengue fever in viremia phase, Biosensors and Bioelectronics, 21, pp 689 - 695 [181] Tuan M A, Binh N H, Tam P D, Chien N.D (2005), Conductometric biosensor for diabetic diagnosis and DNA detection in transgenic corn, Communication physics, 15, pp 218 - 222 [182] Tautgirdas Ruzgas, Elisabeth Csöregi, Jenny Emnéus, Lo Gorton, György Marko-Varga (1996), Peroxidase-modified electrodes: fundamentals and application, Analytica Chimica Acta, 330, pp 123 - 138 [183] Tran Quang Huy, Nguyen T Hong Hanh, Pham Van Chung, Dang Duc Anh, Phan Thi Nga, Mai Anh Tuan (2011), Characterization of immobilization methods of viral antibodies in serum for electrochemical biosensors, Applied Surface Science, 257, pp 7090 - 7095 [184] Truong Thi Ngoc Lien, Tran Dai Lam, Vu Thi Hong An, Tran Vinh Hoang, Duong Tuan Quang, Dinh Quang Khieu, Toshifumi Tsukahara, Young Hoon Lee, Jong Seung Kime (2010), Multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs)-doped polypyrrole DNA biosensor for label-free detection of genetically modified organisms by QCM and EIS, Talanta, 80, pp 1164 1569 [185] Trương Văn Tân (2008), Vật liệu tiên tiến từ polymer dẫn điện đến ống than nano, Nhà xuất trẻ [186] Vandana Singh, Swati Mohan, G Singh, P.C Pandey, Rajiv Prakash (2008), Synthesis and characterization of polyaniline-carboxylated PVC composites: application in development of ammonia sensor, Sensors and Actuators B: Chemical, 132, pp 99 - 106 131 [187] V V R Sai, Sumeet Mahajan, Aliasgar Q, Contractor, Soumyo Mukherji, (2006), Immobilization of Antibodies on Polyaniline Films and Its Application in a Piezoelectric Immunosensor, Analytical Chemistry,78, pp 8368 - 8373 [188] Van Gerwen P., Laureyn W., Laureys W et al (1998), Nanoscaled interdigitated electrode arrays for biochemical sensors, Sensors and Actuators B, 49, pp 73 - 80 [189] Wei-Chih Chen, Ten-Chin Wen 1, Hsisheng Teng (2003), Polyanilinedeposited porous carbon electrode for supercapacitor, Electrochimica Acta, 48, pp 641 - 649 [190] Wei Li, Dong Mi Jang, Sea Yong An, Dojin Kim, Soon-Ku Hong, Hyojin Kim (2011), Polyaniline - chitosan nanocomposite: High performance hydrogen sensor from new principle, Sensors and Actuators B: Chemical, 160, pp 1020 - 1025 [191] Warren C.W Chan, Dustin J Maxwell, Xiaohu Gao, Robert E Bailey, Mingyong Han, Shuming Nie (2002), Luminescent quantum dots for multiplexed biological detection and imaging, Current Opinion in Biotechnology, 13, pp 40 - 46 [192] Wang R, Wang Y, Lassiter K, Li Y, Hargis B, Tung S, Berghman L, Bottje W (2009), Interdigitated array microelectrode based impedance immunosensor for detection of avian influenza virus H5N1, Talanta, 79, pp 159 - 164 [193] X.B Yan, Z.J Han, Y Yang, B.K Tay (2007), NO2 gas sensing with polyaniline nanofibers synthesized by a facile aquaeous/organic interfacial polymerization, Sensors and Actuators B: Chemical, 123, pp 107 - 113 [194] Xiaofeng Yu, Yongxiang Li, Kourosh Kalantar-zadeh (2009), Synthesis and electrochemical properties of template-based polyaniline nanowires and template-free nanofibril arrays: Two potential nanostructures for gas sensors, Sensors and Actuators B: Chemical, 136, pp - [195] Xiuhua Wang, Mingwang Shao, Guang Shao, Zhengcui Wu, Shaowu Wang (2009), A facile route to ultra-long polyaniline nanowires and the 132 fabrication of photoswitch, Journal of Colloid and Interface Science, 332, pp 74 - 77 [196] Y Chen, X.H Wang, J Li, J.L Lu, F.S Wang (2007), Long-term anticorrosion behaviour of polyaniline on mild Steel, Corrosion Science, 49, pp 3052 - 3063 [197] Yangxin Zhou, Marcus Freitag, James Hone, Cristian Staii, A T Johnson, Jr Nicholas J Pinto, A G MacDiarmid (2003), Fabrication and electrical characterization of polyaniline - based nanofibers with Diameter Below 30 nm, Applied physics Letters, 83, pp 3800 - 3802 [198] Yoshihiko Tezuka, Koichi Aoki (1989), Direct demonstration of the propagation theory of a conductive zone in a polypyrrole film by observing temporal and spatial variations of potentials at addressable microband array electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 273, pp 161 - 168 [199] Yinhua Li, Jian Gong, Gaohong He, Yulin Deng (2011), Synthesis of polyaniline nanotubes using Mn2O3 nanofibers as oxidant and their ammonia sensing properties, Synthetic Metals, 161, pp 56 - 61 [200] Y.Cao (1990), Spectroscopic studies of acceptor and donor doping of polyaniline in the emeraldine base and pernigraniline forms, Synthetic Metals, 35, pp 319 - 332 [201] Y Furukawa, F Ueda, Y Hyodo, I Harada, T Nakajima, T Kawagoe (1988), Vibrational spectra and structure of polyaniline, Macromolecules, 21, pp 1297 - 1305 [202] Yangyong Wang, Xinli Jing (2008), Formation of polyaniline nanofibers: A morphological study, Journal of Physical Chemistry B, 112, pp 1157 1162 [203] Yue Wu, Jie Xiang, Chen Yang, Wei Lu, Charles M Lieber (2004), Singlecrystal metallic nanowires and metal/semiconductor heterostructures, Nature, 430, pp 61 - 65 nanowire [204] Y Xia, P Yang, Y Sun, Y Wu, B Mayers, B Gates, Y Yin, F Kim , H Yan (2003), One-Dimensional Nanostructures: Synthesis, Characterization, and Applications, Advanced Materials,15, pp 353 389 133 [205] Yu‐Qing Miao, Jian‐Guo Guan (2004), Probing of Antibody-Antigen Reactions at Electropolymerization Polyaniline Immunosensors Using Impedance Spectroscopy, Analytical Letters, 37, pp 1053 - 1062 [206] Yong Yuan, Sunghyun Kim (2008), Polypyrrole - Coated Reticulated Vitreous Carbon as Anode in Microbial Fuel Cell for Higher Energy Output, Bulletin of the Korean Chemical Society, 29, pp 168 - 172 [207] Zhezin, Yong Xuan Su and Yixiang Duan (2000), An improved opitical pH sensor based on polyaniline, Sensor and Actuators B: Chemical, 71, pp 118 - 122 [208] Zi Wang, Yanyan Wang, Dong Xu, Eric Siu-Wai Kong, Yafei Zhang (2010), Facile synthesis of dispersible spherical polythiophene nanoparticles by copper (II) catalyzed oxidative polymerization in aqueous medium, Synthetic Metals, 160, pp 921 - 926 [209] Zhao Ping, Gerhard E Nauer, Helmut Neugebauer, Johannes Theiner, Adolf Neckel (1997), Protonation and electrochemical redox doping processes of polyaniline in aqueous solutions: Investigations using in situ FTIR-ATR spectroscopy and a new doping system, Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions, 93, pp 121 - 129 [210] Zhe Jin, Yongxuan Su, Yixiang Duan (2001), Development of a polyaniline-based optical ammonia sensor, Sensors and Actuators B: Chemical, 72, pp 75 - 79 [211] Zhiyong, Jia G Lu (2005), Gate-refreshable nanowire chemical sensors, Applied Physics Letters, 86, 123510 134 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Chu Van Tuan, Tran Quang Huy, Mai Anh Tuan, Nguyen Van Hieu, Tran Trung (2013), Polyaniline nanowires-based electrochemical immunosensor for label free detection of Japanese encephalitis virus, Analytical Letters, 46, pp 1229 - 1240 Chu Van Tuan, Mai Anh Tuan, Nguyen Van Hieu, Tran Trung (2012), Electrochemical synthesis of polyaniline nanowires on Pt interdigitated microelectrode for room temperature NH3 gas sensor application, Current Applied Physics, 12, pp 1011 - 1016 Chu Văn Tuấn, Mai Anh Tuấn,Trần Trung (2012), Nghiên cứu chế tạo cảm biến nhạy Ethanol sở vật liệu polyme dẫn điện, Tạp chí hóa học Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam, 50(1), pp 63 - 67 Chu Văn Tuấn, Nguyễn Thị Nguyệt, Ngô Đức Tùng, Trần Trung (2011), Ảnh hưởng tốc độ quét tuần hoàn đến cấu trúc mạng dây nano polyaniline lên vi điện cực platin, Tạp chí Nghiên cứu khoa học Công nghệ quân sự, 16, pp 130 - 135 Chu Van Tuan, Mai Anh Tuan, Nguyen Van Hieu, Tran Trung (2011), Electrochemical Synthesis of polyaniline nanowires as hydrogen gas sensor, The th Vietnam-Korea International Joint Symposium on Advanced Materials and Their Processing, Hanoi, Vietnam - November 14 - 15, pp 12 - 16 Chu Van Tuan, Mai Anh Tuan, Nguyen Van Hieu, Tran Trung (2011), Electrochemical synthesis of polyaniline nanowires for gas-sensing applications, Proceedings of IWNA 2011, November 10-12, Vung Tau, Vietnam, pp 764 - 768 Chu Văn Tuấn, Mai Anh Tuấn, Trần Trung (2011), Nghiên cứu tính chất nhạy khí dây nano polyme dẫn nhiệt độ phòng, Hội nghị Vật lý chất rắn & KHVL toàn quốc lần thứ 7(SPMS-2011), TP.Hồ Chí Minh, 7-9/11/2011 Tran Trung, Chu Van Tuan, Nguyen Van Tri, Nguyen Van Hieu (2011), Anomalous coupling of odd electrons in polypyrrole nanocomposites containing maganese dioxide identified via ESR and FTIR studies, Vietnam Journal of Chemistry, 49(5), pp 591 - 596 135 Chu Văn Tuấn, Mai Anh Tuấn, Trần Trung (2011), Nghiên cứu chế tạo dây nano polypyrrole phương pháp điện hóa ứng dụng, Tạp chí hóa học Viện khoa học & công nghệ Việt Nam, 49(1), pp 105 - 108 136 ... tài nghiên cứu: ‘ Nghiên cứu tổng hợp dây nano polyaniline phương pháp điện hóa ứng dụng chế tạo cảm biến Đề tài thực với hai mục tiêu chính: i- Thứ tổng hợp dây nano polyaniline phương pháp điện. .. tượng nghiên cứu khả ứng dụng vật liệu phát triển cảm biến hóa học Chương 2: Nghiên cứu chế tạo dây nano polyaniline phương pháp điện hóa Trong chương mô tả chi tiết việc nghiên cứu, chế tạo dây nano. .. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHU VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DÂY NANO POLYANILINE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO CẢM BIẾN Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu điện