Эффективность электрохимических сенсоров на основе наноматериалов

Авторы

  • Д.Б. Kонарбай Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Ы. Бакыткарим Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Ж.С. Мукатаева Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Н.А. Шадин Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Ж.М. Асирбаева Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Е. Тілеуберді Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Л.А. Жусупова Кызылординский университет им. Коркыт ата, ул. Айтеке би, 29А, Қызылорда, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(1)25-37

Ключевые слова:

электрохимические сенсоры, наноматериалы, углеродные нанотрубки, графен, металлические наночастицы, оксиды металлов, металлорганические каркасы, аналитическая надежность.

Аннотация

Электрохимические сенсоры являются одним из важнейших направлений в современной аналитической химии, позволяющим проводить высокоточный анализ. В данном исследовании были проанализированы характеристики электрохимических сенсоров на основе наноматериалов: чувствительность, селективность, предел обнаружения и стабильность. В исследовании изучены аналитические возможности сенсоров на основе углеродных нанотрубок (УНТ), графена, металлических наночастиц (Au, Pt, Ag), оксидов металлов (ZnO, CuO, Fe3O4) и металлорганических каркасов (MOF). Наноматериалы играют важную роль в повышении чувствительности электрохимических сенсоров. Большая площадь поверхности и высокая проводимость углеродных нанотрубок улучшают адсорбцию аналитов на поверхности электрода, что позволяет обнаруживать их низкие концентрации. Двумерная структура графена усиливает электрохимические сигналы и помогает сократить время анализа. Металлические наночастицы и оксиды металлов увеличивают скорость реакции и активируют окислительно-восстановительные процессы на поверхности электрода. Высокая пористость структур MOF позволяет эффективно обнаруживать ионы тяжелых металлов и органические загрязнители. Результаты исследования показывают, что состав наноматериалов, используемых в сенсорных устройствах, существенно влияет на их чувствительность и стабильность. Их химическая и структурная модификации улучшают долгосрочную работу сенсоров. В перспективе особенно актуальны разработка многокомпонентных гибридных сенсоров и оптимизация их промышленного применения.

Библиографические ссылки

(1) Buzanovsky VA (2012) Biomed Khim 58(1):12-31. Crossref

(2) Wang X, Lu D, Liu Y, Wang W, Ren R, Li M, Liu D, Liu Y, Liu Y, Pang G (2022) Biosensors 12:566. Crossref

(3) Majer-Baranyi K, Szekacs A, Adanyi N (2023) Biosensors 13:456. Crossref

(4) French P J, Krijnen G J, Vollebregt S, Mastrangeli M (2021) IEEE Sens J 22:10106-10125. Crossref

(5) Faudzi AAM, Sabzehmeidani Y, Suzumori K (2020) J Robot Mechatron 32:281-288. Crossref

(6) Shanbhag MM, Manasa G, Mascarenhas R J, Mondal K, Shetti NP (2023) Chem Eng J Adv 16:100516. Crossref

(7) Li L, Han L, Hu H, Zhang R (2023) Mater Adv 4:726–746. Crossref

(8) Nag A, Nuthalapati S, Mukhopadhyay SC (2022) IEEE Sens J. Crossref

(9) Malik S, Singh J, Goyat R, et al. (2023) Heliyon. Crossref

(10) Nurazzi N, Sabaruddin F, Harussani M, Kamarudin S, Rayung M, Asyraf M et al. (2021) Nanomaterials 11:2186. Crossref

(11) Ziyatdinova GK, Zhupanova AS, Budnikov GK (2022) J Anal Chem 77(2):129-149. Crossref

(12) Aimashova Zh, Ismailov D (2023) Dokl Nats Akad Nauk Resp Kaz 345(1):96-107. Crossref

(13) John B (2020) In: Nanorods and Nanocomposites, InTech Open: London, UK. Crossref

(14) Shahamirifard SA, Ghaedi M (2019) Biosens Bioelectron 141:111474. Crossref

(15) Yuan F, Xia Y, Lu Q, et al. (2022) Talanta 244:123419. Crossref

(16) Shambilova GK, Baktygalieva TT (2019) Bull Atyrau Univ 52(1):129-135. Crossref

(17) Zhumnazar NN et al. (2021) Bull Natl Nucl Cent Kaz 1:4-8. Crossref

(18) Baranwal J, Barse B, Gatto G, Broncova G, Kumar A (2022) Chemosensors 10(9):363. Crossref

(19) Meti MD, Abbar JC, Lin J, et al. (2021) Mater Chem Phys 266:124538. Crossref

(20) Wen X, Huang Q, Nie D, et al. (2021) Molecules 26:2243. Crossref

(21) Nikiforova AA (2021) Master’s Thesis, Unspecified Institution. URL

(22) Agnihotri AS, Varghese A, Nidhin M (2021) Appl Surf Sci Adv 4:100072. Crossref

(23) Zhumasheva NZ, Kudreeva LK, Kosybayeva DE (2021) Chem Bull KazNU 101(2):28-41. Crossref

(24) Cho G, Azzouzi S, Zucchi G, Lebental B (2021) Sensors 22:218. Crossref

(25) Assirbayeva ZhM, Bakytkarim Y, Mukataeva ZhS, et al. (2024) Bull LN Gumilyov ENU Chem Geogr Ecol Ser 148(3). Crossref

(26) Bakytkarim Y, Tursynbolat S, Mukatayeva, et al. (2023) Combustion and plasma chemistry 21:217-226. Crossref

(27) Bakytkarim Y, Tursynbolat S, Mukatayeva ZhS, et al. (2024) Eng Sci 30:1178. Crossref

(28) Falyouna O, Maamoun I, Bensaida K, et al. (2021) Proc IEICES 7:161-169. Crossref

(29) Stasyuk NY, Gayda GZ, Zakalskiy AE, et al. (2022) Talanta 238:122996. Crossref

(30) Fu L et al. (2022) Chemosphere 297:134127. Crossref

(31) Lahcen AA et al. (2020) Biosens Bioelectron 168:112565. Crossref

(32) Le VT, Vasseghian Y, Dragoi EN, Moradi M, Mousavi Khaneghah A (2021) Food Chem Toxicol 148:111931. Crossref

(33) Kaur G, Kaur A, Kaur H (2021) Polym Plast Technol Mater 60(5):502-519. Crossref

(34) Cheemalapati S, Palanisamy S, Mani V, Chen SM (2013) Talanta 117:297-304. Crossref

(35) Bhardwaj H, Noumani A, Himanshu, Chakravorty S, Solanki PR (2024) Mater Adv. Crossref

(36) Kumar P et al. (2020) Biosens Bioelectron 147:111738. Crossref

(37) Zhou L et al. (2018) TrAC Trends Anal Chem 102:280-289. Crossref

(38) Wang Y, Li Z, Wang J, Li J, Lin Y (2011) TrAC Trends Anal Chem 30(1):91-102. Crossref

(39) Liu Y et al. (2021) Adv Funct Mater 31(35): 2102330. Crossref

(40) Song H, Huo M, Zhou M, et al. (2024) Crit Rev Anal Chem 54(7):1987-2006. Crossref

Опубликован

25-03-2025

Как цитировать

Kонарбай Д., Бакыткарим, Ы., Мукатаева, Ж., Шадин, Н., Асирбаева, Ж., Тілеуберді, Е., & Жусупова, Л. (2025). Эффективность электрохимических сенсоров на основе наноматериалов. Горение и плазмохимия, 23(1), 25-37. https://doi.org/10.18321/cpc23(1)25-37