Патенты автора Комаров Иван Александрович (RU)
Изобретение может быть использовано при получении биологических сенсоров на основе восстановленного оксида графена. Способ формирования структуры восстановленного оксида графена включает подготовку подложки, формирование слоя оксида графена на поверхности подложки и последующее локальное восстановление заданной области оксида графена с помощью лазерного излучения. Формирование пленки оксида графена проводят на гибкой полимерной подложке в несколько итераций методом капельного нанесения раствора оксида графена. Формирование рисунка области восстановленного оксида графена осуществляют с помощью микросекундного лазера с длиной волны 442 нм мощностью 600 мВт. При этом меняют флюенс лазера таким образом, чтобы получать слабовосстановленную проводящую область восстановленного оксида графена при малых значениях флюенса для формирования сенсорных структур и область с высокой степенью восстановления, более высокой проводимостью и структурированностью для использования в качестве проводников и межсоединений в гибких электронных схемах. Изобретение позволяет повысить стабильность и воспроизводимость электрических параметров биологических сенсоров на основе восстановленного оксида графена при обеспечении общего сопротивления проводящей области не более 50 кОм. 5 з.п. ф-лы, 1 пр., 4 ил.
Использование: для проведения исследований в области биотехнологий. Сущность изобретения заключается в том, что изготовление матричного биологического сенсора на основе восстановленного оксида графена включает формирование на полимерной подложке пленки оксида графена, локальную модификацию оксид-графеновой пленки по заданному рисунку с образованием нескольких проводящих каналов и иммобилизацию на модифицированной оксид-графеновой пленке биомолекул, обеспечивающих избирательное взаимодействие с другими биологическими агентами. При этом формирование пленки оксида графена проводится с помощью жидкостных методов нанесения. Локальную модификацию оксид-графеновой пленки с заданным топологическим рисунком осуществляют путем неполного восстановления области с данным рисунком с дальнейшим удалением невосстановленной пленки с целью улучшения адгезии защитной полимерной пленки. Полученную заготовку биологического сенсора покрывают защитной полимерной пленкой за исключением областей контактов и отверстий, находящихся над областями иммобилизации биомолекул. Иммобилизацию биомолекул проводят методом жидкостного нанесения из растворов независимо на разные области за счет взаимодействия биомолекул с кислородсодержащими функциональными группами в восстановленном оксиде графена. При этом на разные биочувствительные области производится иммобилизация биомолекул, чувствительных к отличным друг от друга биологическим агентам. Технический результат: обеспечение возможности создания высокочувствительного и высокоселективного биологического сенсора, позволяющего получать информацию о присутствии нескольких биологических агентов в одной пробе и позволяющего обеспечить многократные измерения и интеграцию в персональные устройства мониторинга состояния здоровья человека. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способу иммобилизации коротких нуклеотидных последовательностей аминомодифицированных ДНК или РНК олигонуклеотидов на поверхность и торцевые области наноматериалов и может быть использовано в промышленности при производстве биокомпозитов. Предложен способ иммобилизации коротких нуклеотидных последовательностей аминомодифицированных ДНК или РНК олигонуклеотидов на поверхность и торцевые области наноматериалов, имеющих в своем составе кислородсодержащие функциональные группы, включающий подготовку раствора олигонуклеотидов концентрации не ниже 50 мкМ в буферном растворе с рН в диапазоне 4-6,9, смешивания указанного раствора с раствором 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида с концентрацией не ниже 5 мМ, в буфере на основе 2-(N-морфолино)этансульфоновой кислоты (MES) и этанола и нанесения финального раствора на подложку в чувствительную область формируемого биосенсора с последующим выдерживанием раствора не менее 12 часов на подложке с целью максимального полного протекания реакции связывания ДНК или РНК олигонуклеотидов с углеродным наноматериалом, имеющим в своем составе кислородсодержащие функциональные группы. Предложен новый эффективный способ, позволяющий формировать биологические сенсоры на основе углеродных наноматериалов. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Изобретение может быть использовано при изготовлении композитов для деталей летательных аппаратов. Готовят дисперсию функционализированных углеродных нанотрубок (УНТ), содержащих от не менее 1 до не более 10% функциональных групп, в н-метилпирролидоне с концентрацией 20-250 мкг/мл. При приготовлении этой дисперсии дополнительно добавляют растворитель с температурой кипения 120-180°С из группы, включающей циклогексанон, циклогексанол, циклопентанон, диметилацетамид или их смесь, взятый в объемном отношении от не менее 1:1 до не более 1:5 к указанной дисперсии. Приготовленную дисперсию наносят на поверхность углеволокна с одновременным нагревом его поверхности до 60-120°С методом аэрозольного распыления в виде отдельных микрокапель, образующих несплошной равномерно распределенный слой УНТ. Расход дисперсии не превышает 0,1 мл/мин. Затем с одновременным нагревом поверхности углеволокна до 60-80°С методом аэрозольного распыления наносят отвердитель, содержащий аминогруппы, выбранный из полиэтиленполиамина, триэтилентетрамина, диэтилентриамина, тетраэтиленпентамина, м-ксилилендиамина, м-фенилендиамина или их смеси, с концентрацией в растворе 2-пропанола или бутанола 60-800 мкг/мл. Расход раствора отвердителя не превышает 0,3 мл/мин. Перед аэрозольным распылением указанных растворов поверхность углеволокна можно обработать ультрафиолетом с длиной волны 200-400 нм в парах воды в течение от не менее 1 мин до не более 15 мин при интенсивности ультрафиолетового излучения 0,5-100 Вт/см2. Изобретение обеспечивает повышение прочности на разрыв композита на основе углеволокон с эпоксидной матрицей путём упрочнения межфазной границы за счет формирования на их поверхности сетки, состоящей из функционализированных УНТ, окруженных молекулами отвердителя, химически взаимодействующего с молекулами связующего. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 ил.
Изобретение относится к способу удаления остаточного растворителя из слоя на основе углеродных нанотрубок, полученного нанесением дисперсий углеродных нанотрубок в органическом растворителе или смеси растворителей, один из которых является производным γ-лактама, а именно N-метил-2-пирролидоном, N-этил-2-пирролидоном, N-октил-2-пирролидоном, N-циклогексил-2-пирролидоном, N-бутил-2-пирролидоном, N-бензил-2-пирролидоном, N-винил-2-пирролидоном, N-додецил-пирролидоном, либо циклическим производным мочевины, а именно N,N-диметилпропиленмочевиной, 1,3-диметил-2-имидазолидиноном, либо диметилформамидомом, либо N,N-диметилацетамидомом, либо диметилсульфоксидомом. Способ характеризуется тем, что слои промывают выдерживанием в промывочной жидкости от не менее 0,1 минуты и до не более 10 минут, а затем в воде, где в качестве промывочной жидкости используют следующие концентрированные карбоновые кислоты или их смесь: муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, молочную кислоту, акриловую кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, глутаровую кислоту, или водные растворы этих кислот или их смесей с концентрацией не менее чем 0,5 М, причем время выдерживания в промывочной жидкости, в качестве которой выступает водный раствор этих кислот или их смесей, находится в диапазоне от не менее 3 минут до не более 10 минут. Техническим результатом изобретения является удаление растворителя из слоев на основе углеродных нанотрубок, обеспечивающее, в случае проводящих слоев, снижение электрического сопротивления за счет улучшения электрического контакта между углеродными нанотрубками. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 4 ил.
Изобретение может быть использовано при изготовлении композиционных материалов для деталей летательных аппаратов. Дисперсию углеродных нанотрубок (УНТ) в н-метилпирролидоне с концентрацией от 20 до 250 мкг/мл наносят методом аэрозольного распыления в виде отдельных микрокапель, образующих несплошной однородный слой частиц УНТ на поверхности углеволокна с одновременным нагревом его поверхности до 65-120°С. Расход дисперсии не более 0,05 мл/см2 в минуту при аэрозольном распылении в потоке газа, большем чем расход жидкости не менее чем на 3 порядка. Для пропитки углеволокон готовят раствор отвердителя, содержащего аминогруппы, в бензиловом спирте с концентрацией отвердителя 60-800 мкг/мл. Отвердитель выбирают из полиэтиленполиамина, триэтилентетрамина, диэтилентриамина, тетраэтиленпентамина, м-ксилилендиамина, м-фенилендиамина или их смеси. К бензиловому спирту можно добавить растворитель, выбранный из 2-пропанола, этанола или бутанола или их смеси, в объемном соотношении к бензиловому спирту от 1:20 до 2:3; или растворитель, выбранный из кетонов, содержащих в качестве боковых групп R1, R2, С1-С4 алкильную группу, или их смеси; или растворитель, выбранный из ацетатов, содержащих в качестве боковой группы R3, С1-С4 алкильную группу, этиленгликоль моноэтил эфир ацетата, этиленгликоль монометил эфир ацетата, в объемном соотношении к бензиловому спирту от не менее 1:10 до 1:2. Пропитку углеволокна отвердителем осуществляют методом окунания. Затем поверхность углеволокна, модифицированного УНТ и молекулами отвердителя, термообрабатывают путём нагрева до 45-85°С с последующей промывкой углеволокон в растворителе, выбранном из ацетатов или кетонов, способствующем удалению лишнего, не связанного с УНТ, отвердителя. Повышается прочность на разрыв волокнистых композитов за счет формирования сетки, связанной с поверхностью углеволокна, состоящей из УНТ, окруженных молекулами отвердителя, химически взаимодействующего с молекулами связующего. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Изобретение относится к технологии получения улучшенных композитных структур. Для повышения прочности на разрыв композитного материала модифицируют поверхность углеволокон углеродными нанотрубками (УНТ). УНТ наносят на поверхность углеволокна с помощью пропитки углеволокон раствором УНТ в 2-пропаноле с концентрацией УНТ в диапазоне от 200 до 500 мкг/мл. К раствору добавляют отвердитель: аминоэтилпиперазин или пентаэтиленгексамин, с концентрацией от 150 до 250 мкг/мл. Пропитку углеволокон раствором осуществляют путем полного погружения модифицируемых углеволокон в раствор, который дополнительно подогревают до температуры 80-85°С. Обеспечивается повышение механической прочности композита за счет формирования сетки углеродных нанотрубок, связанной с углеволокном. 1 ил.
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к созданию устройств с биочувствительным элементом на основе восстановленного оксида графена. Способ изготовления биологического сенсора на основе оксида графена включает формирование на подложке пленки графенсодержащего материала, паттернирование полученной пленки с образованием проводящего канала и модификацию поверхности пленки химическими соединениями. При этом формирование пленки оксида графена проводят способом капельного нанесения жидкой среды, паттернирование пленки проводят путем контролируемого неполного восстановления пленки оксида графена. Проводящую область формируют в виде заданного топологического рисунка, затем полученную заготовку покрывают ламинирующей полимерной пленкой за исключением областей электрического контакта и отверстия, которое находится над проводящей областью и выполняет функцию «окна» для экспонирования сенсора. Модификацию открытой поверхности пленки проводят путем иммобилизации аптамеров на функциональных кислородсодержащих группах. Изобретение позволяет создать высокочувствительный биосенсор с возможностью многократных измерений и интеграции в персональные устройства мониторинга состояния здоровья человека. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к способам модификации тонких пленок с помощью электромагнитного (лазерного) излучения с целью получения заданных электрофизических свойств модифицированных областей и контроля степени функционализации этих областей. Способ включает формирование пленки оксида графена из жидкой фазы на гибкой полимерной подложке с дальнейшим восстановлением части пленки в заданных областях с помощью микросекундного лазера с длиной волны 442 нм. При формировании рисунка восстановленной области, в зависимости от задач, меняют флюенс лазера таким образом, чтобы получать или слабовосстановленную проводящую область восстановленного оксида графена при малых значениях флюенса или область с более высокой проводимостью и структурированностью. Обеспечивается формирование проводящей области восстановленного оксида графена с сопротивлением не более 300 кОм, при этом в материале присутствуют функциональные группы, которые в дальнейшем обеспечат связывание чувствительных веществ с восстановленным оксидом графена, формируя, таким образом, трансдьюсер. 4 з.п. ф-лы. 4 ил., 1 табл.
Способ получения тонких слоёв оксида графена с формированием подслоя из углеродных нанотрубок // 2693733
Изобретение относится к способам формирования тонких наноструктурных пленок оксида графена на подложках из различных, в том числе, гибких полимерных материалов, и может быть использовано для создания активных элементов сенсоров на основе оксида графена. Cпособ состоит в формировании функциональных слоев последовательным нанесением дисперсий наночастиц на предыдущий слой или подложку, причем оксид графена наносят на подслой, сформированный на гидрофобной подложке, посредством аэрозольного осаждения дисперсий углеродных нанотрубок газа, при этом подслой представляет собой неперколированные углеродные нанотрубки, и заполняет от 0,5 до 5,0% площади поверхности подложки. На подслой наносят из дисперсии слой оксида графена, образующего резистивную однородную пленку с регулируемой толщиной до 100 нм. Технический результат заключается в увеличении эффективности осаждения суспензий оксида графена на гидрофобные подложки. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к чувствительным элементам на основе углеродных нанотрубок и может быть использовано в технологических операциях создания электрохимических сенсоров, устройств фотовольтаики на гибких подложках. Чувствительный элемент включает в себя сетку углеродных нанотрубок между планарными металлическими электродами, на которую иммобилизованы аптамеры, физическим преобразователем - чувствительным слоем - является единственная нанотрубка, обеспечивающая единственный путь для протекания тока между электродами. Изобретение позволяет обеспечить ковалентную иммобилизацию при сохранении чувствительности. 4 ил.
Использование: для создания химических сенсоров, дисплеев, видеоэкранов, устройств фотовольтаики на гибких подложках. Сущность изобретения заключается в том, что устройство прозрачного проводящего электрода на полимерной подложке включает ориентированные и выстроенные вертикально молекулы поверхностно-активного вещества на поверхности гибкого и ориентированный за счет взаимодействия с поверхностно-активным веществом слой пленки углеродных нанотрубок. Технический результат: обеспечение возможности повышения прозрачности и проводимости электродов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
