Nanodrähte in Chemo- und Biosensoren: aktueller Stand und Fahrplan für die Zukunft

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 128; no. 4; pp. 1286 - 1302
• Main Authors: Fennell Jr, John F., Liu, Sophie F., Azzarelli, Joseph M., Weis, Jonathan G., Rochat, Sébastien, Mirica, Katherine A., Ravnsbæk, Jens B., Swager, Timothy M.
• Format: Journal Article
• Language: German
• Published: Weinheim Blackwell Publishing Ltd 22.01.2016; Wiley Subscription Services, Inc
• Subjects: Chemistry; Metalloxide; Nanodrähte; Nanokohlenstoff; Sensoren; Transduktionsmechanismen
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201505308

Sensoren auf Basis von chemischen Widerständen gewinnen derzeit stark an Bedeutung. Im Vergleich zu herkömmlichen Analysegeräten sind sie preisgünstig, lassen sich leicht in elektronische Bauteile integrieren und benötigen weniger Strom. Nanodrähte (NWs) spielen für die Entwicklung von Chemosensoren eine zentrale Rolle. Mit ihrer großen Oberfläche, den Übergängen zwischen den Nanodrähten und den definierten Leitungswegen gewährleisten sie eine hervorragende Sensoransprache und verfügen über neuartige Mechanismen, wie ein Bindungsereignis oder eine andere Aktion des Analyten in ein Signal weitergeleitet wird. Dieser Aufsatz erläutert den aktuellen Entwicklungsstand der NW‐Chemosensoren. Wir beginnen mit dem Prinzip der Signalübertragung in NW‐Sensoren. Anschließend erhält der Leser einen Überblick über die Leistungsparameter der Bauelemente. Dann gehen wir auf die verschiedenen NW‐Typen und die Architektur der NW‐Bauelemente ein und erläutern die unterschiedlichen Strategien zur NW‐Funktionalisierung. Zum Abschluss entwerfen wir einen Fahrplan für die weitere Entwicklung, der Selektivität, Drift und Empfindlichkeit, die Analyse der Messantwort sowie neue Anwendungen berücksichtigt. Heißer Draht: Sensoren auf Basis von chemischen Widerständen lassen sich leicht in elektronische Bauteile integrieren, und sie sind im Vergleich zu herkömmlichen Analysegeräten preisgünstig. Dieser Aufsatz zeigt die Vorteile solcher Sensoren, bei denen ein Bindungsereignis oder eine andere Aktion eines Analyten auf einem Nanodraht oder einer Nanodrahtanordnung in ein Signal umgewandelt wird.