●技術簡介:
本技術為開發微電漿系統快速且綠色製程三維孔洞奈米材料於低成本紙基材,材料特性具可撓性和高穩定性。具有執行三大應用之潛力。包括大幅增強待測物之拉曼訊號,檢測過程搭配可攜式拉曼光譜可進行快速感測,不須標定處理即可快速分析農藥、食品、藥物等等,並且可搭配氮化硼高產氫及對硝基苯酚高汙染物降解等應用。
●技術之科學突破性:
目前既有技術提出包含物理吸附、浸泡、三維列印(3D Printing)及化學氣相沉積等方式,來將前述之奈米顆粒金屬附著於基材上,但此些技術都是採取先合成奈米顆粒金屬後再將其負載於基材上,總體製成需花費較長時間且較繁瑣之步驟,現階段缺少一種快速且能有效負載奈米顆粒金屬於基材上的一步驟製程存在,來解決前揭技術之問題。
本技術使用微電漿系統快速、綠色且一步驟製程製程金屬三維孔洞奈米結構於低價位基材上,並擁有高密度的奈米顆粒推疊,該奈米顆粒材質包含銀、鐵、金、銅、鎳等等;多孔隙基材為拋棄式之纖維基材,包含濾紙、衛生紙、A4紙或混合纖維素酯多孔隙基材。
藉由上述說明可知,本技術具有以下優點:
1.本發明運用微電漿優越性質,其特點為短時間內提高電子密度促進更多反應,且沒有熱效應產生,使微電漿可以在大氣中正常使用,快速還原反應中離子得到奈米顆粒,再加上電漿屬於電化學反應之一,產生電磁場,讓奈米顆粒藉由此驅動力,負載在可拋棄式多孔隙基材,達到一步驟的低成本與快速製程,改善既有技術需要耗費較長時間與較繁瑣製程步驟的問題。此負載技術為實驗室第一個提出(省時、省花費、低價位基材)
2.微電漿在短時間內(20分鐘)能合成單金屬、雙合金及多合金奈米金屬,而且為三維孔洞結構讓比表面積增大,以利產氫及催化,還可增加表面增強拉曼光譜檢測景深範圍,具有三維的熱點放大效應,同時負載在低價位紙基材上,形成微小晶片之形式進行應用
3.在應用方面,本發明所製造負載有多孔隙奈米顆粒結構之多孔隙基材具有增強拉曼光譜的特性,非常適合用於增強材料表面拉曼光譜效應之相關應用,所生成的奈米複合材料相較於單純的奈米粒子,更具明顯而巨幅的提升,產生現有技術所無法預期的功效,具備顯著進步性。經測試本發明應用於增強材料表面拉曼光譜之效能遠優於現有材料,本發明可有效應用於材料特徵檢測、生物醫學、食品安全與環境污染監控及防治等用途。測量染劑可達fM 、測量藥物可達0.1nM,是具有非常前瞻性的材料製程。
4.在催化及產氫方面具有良好的效果外,因多孔隙奈米顆粒結構之多孔隙基材不易脫落,因此在應用上不僅可回收,也可將此材料重複再利用之功效。達到環保及友善環境之優點。
●技術之產業應用性:
1.製程應用: 微電漿一步驟、綠色及大量化製程
2.材料創新: 低價位金屬三維孔洞奈米結構並可回收再利用
3.應用範圍: 拉曼檢測;催化;產氫
4.拉曼檢測: 近年來由於食品添加物的濫用以及工業廢水的排放,因此對於水質及食品添加物的檢測需求也日益增加。拉曼光譜配合本技術材料,優點有以下:
(a)偵測各種狀態之樣品 (b)樣品製備簡易,不需要螢光標定(c)可用水當作溶劑,有利於生化及病菌、環境水質分子及食品、藥品添加劑的檢測。
並可應用於(a)食品檢驗(b)農藥中毒(c)毒品快篩(d)病毒快篩(e)精準醫療
並相對於市售的矽基SERS晶片(大於台幣一千元),其價格僅需1/20不到。在偵測靈敏性的部分,針對人體分子葉酸或藥物水楊酸,相較於質譜儀或氣相層析儀都可達到較低的偵測濃度。
5.催化及產氫都是友善環境及替代能源的重要領域,透過低價位的材料特性,來達到高效率的轉換為科技所追求,也是對研究及產業應用性的一大突破,本技術透過低價位的晶片,兼具此兩項重點領域的潛力。
線上展網址:
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技術成熟度:實驗室階段
展示目的:商機推廣、研發成果展示
流通方式:自行洽談
敬請期待!