电气工程与电子技术学报

揭示微生物影响的腐蚀工程，将损害转化为利益：用于临床中 H2O2 检测的纺织传感器

穆罕默德·阿西夫

随着人们对经济型电催化剂的研究兴趣不断增加，将损害转化为利益以制备有用的电极材料是实现目标的理想策略。腐蚀工程将有害的腐蚀过程转化为高性能催化剂纳米结构。在这项工作中，我们开发了一种廉价、扩大规模的腐蚀工程策略，通过化学镀结合微生物辅助腐蚀产物的工艺，将低成本铁基质转化为高效的 Cu-Fe(OH)2-FeS，沉积在涤纶织物 (PCF) 柔性电极上。厌氧硫酸盐还原菌 (SRB) 将硫酸盐转化为硫化物在 Cu-Fe(OH)2-FeS/PCF 电极的构建中起着至关重要的作用，该电极对 H2O2 表现出很高的电化学传感性能，线性范围宽，检测限低至 0.2 nM（S/N=3）。增强的活性源于密集沉积的过渡金属氧化物/氢氧化物纳米片、大量的表面活性位点以及 Cu-Fe(OH)2 与 FeS 物质之间的协同作用。更重要的是，研究发现，在 Fe(III) 和 Cu(II) 还原过程中，作为助催化剂的 S2− 离子不断为电子提供燃料，从而加速了 Fe(III)/Fe(II) 和 Cu(II)/Cu(I) 的氧化还原循环，进一步增强了电催化 H2O2 还原。由于实现了高灵敏度，Cu-Fe(OH)2-FeS/PCF 电极还已实际应用于实时体外追踪不同正常和人脑癌细胞系排泄的 H2O2 以及原位灵敏检测人脑肿瘤组织释放的 H2O2。这项工作为弥合恼人的传统腐蚀工程与新兴电化学技术之间的差距提供了一种很好的方法。