文献天天读 – 2011Apr18 – 0002

遇到同道中人很难,毕竟读博的方向很小,大家的交集只有那么一点点,可是我发现还是很多人愿意敞开心扉交流的。我始终抱持着今天讲的不会变成永恒的态度,有的时候一旦时间点过了就失去了效用。

还是继续昨天的专题吧,这篇文章是关于石墨烯的,相信zhaoying会很有兴趣。去年对于石墨烯是很重要的一年,我也是在诺奖提名后才意识到它的火红程度,一下子在自己的领域内出现了三篇有实验结果的文章,而且其中有两篇的题目都一模一样,几乎同时投稿和收录喔!当然文章发表后科技媒体的报道也出现作者混淆,实在是难免的乌龙,但凡一般人也不会去查证啦。科研不过就是自己爽爽,然后众人惊叹,路上还是认为博士是呆子,哈哈。

石墨烯上打纳米孔主要是它很薄很导电,薄的话就可以对碱基具有更好的分辨力,有可能测到单碱基(当然这只是号称,想测单碱基还是tunneling吧)。2009年起逐渐有理论科学家发表文章预测石墨稀形成的nanogap在1.4nm宽的情况下可以检测单碱基(且不论我觉得是否靠谱,至少是nano letter这种级别啊),几个月前韩国科学家在nature nanotechnology上又预测利用石墨烯的大pi键与碱基之间的强作用可以在电势上作出区分,可见接下来各组的竞争会有多激烈。不过如果石墨烯这么导电,那么应该是测不到离子电导变化的吧,不然就是石墨烯疏水,表面化学方面存在问题。

本文用从铜基底上转移来的3~15个单层,然后发现wetting有问题,就先5分钟UV ozone了。。。我看到这里开始费解,这么做不破坏了结构吗,表面会出现悬挂键或者氧键,亲水性会得到改进了,不过考虑到是石墨烯,应该不能这么来吧。接着他们又用ALD镀了一层TiO2,亲和性和亲水性都很好,不过这是把石墨烯当基底和牺牲层的做法吧。打孔的方式本身就在意单层与否,特别是厚度,细节上还需要zhaoying来讲一讲。

当然镀了这么一层TiO2跟通常的薄孔差异不大,可以做常规测试了。我们可以看到右边的两张彩色图,偏压分别是100mV和400mV,事件长度(一般更会用duration time,也就是持续时间)减小了,电流变化从0.2nA增大到1.5nA左右。电场强度增大时,会使得DNA过孔时受到更大的作用力,当然单位面积上阻碍的离子电流密度也会更大,所以过孔速度会更快。右下角的图统计了事件之间的等待时间,理论上这是一个等公交车的问题,是泊松分布。因此对时间数目取对数时这一段可以看作是线性关系,也成为capture rate,反映了体系中事件容易发生的程度。可以看出电场增强的时候事件更容易发生,考虑到电场力的作用在孔周围只有几十纳米甚至只有几纳米,不得不说这种作用是破坏DNA平稳运动的好方法。当然在电场没有作用的区域还是取决于扩散作用(热运动)啦。

评:ALD工艺很精准,但鉴于其contamination level高、耗时等问题,发发文章验证方法总还是ok的,很难批量生产,不过TEM打孔何尝不是呢。本文对问题的解决治标不治本,甚为可惜了,但是作为第一批吃螃蟹的,不失为一个不错的开始。后面没有什么特殊之处,不过工作确实钜细靡遗,可供该领域的人(不超过10个)做一些数据参考。

我对这片文章没有很爱,但是不代表他们做的不够出色。师兄说过,同样的工作人家发了nano letter,但是换成你就不一定可以。所以当真你就输了,大家都是混口饭吃,play and have fun!

About Yi Li

A reseach group on Nano-Optics in SUSTech, Shenzhen, China

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