Các vật liệu chức năng được cấu tạo bởi các thành phần cấu trúc nano có đặc tính nhạy rất cao đối với tác nhân mục tiêu. Đặc biệt dựa trên sự tương hợp ăn khớp giữa tác nhân thăm dò và tác nhân mục tiêu, hầu hết các cảm biến sinh học biểu lộ tính chọn lọc rất cao. Đó chính là điều mà các nhà nghiên cứu mong muốn khi chế tạo cảm biến. Sự tồn tại của các dạng mang điện khác nhau, và số lượng tương quan giữa chúng, cũng như của các nhóm chức đã tạo thành tương tác của chúng với các tâm hoạt động của chất nền. Sâu hơn, sự thay đổi số lượng tương đối giữa các dạng mang điện đã bộc lộ sự chuyển dịch của một số dạng mang điện này sang dạng khác. Điều này cũng cho thấy rõ điều kiện có thể khống chế dạng mang điện mong muốn. Tuy nhiên, để nâng cao được hiệu suất của cảm biến sinh học thì các nhóm chức năng hoặc các tác nhân sẽ được gắn trên bề mặt làm việc hoặc cài vào trong mạng cấu trúc của vật liệu. Các tác nhân có thể khuếch tán vào, ra tùy theo điều kiện hoạt động. Cách tạo nhóm chức như vậy luôn được thực hiện đối với cảm biến sinh học. Nhưng các tác nhân sẽ hoạt động như là cầu nối giữa điện cực nền cấu trúc nano với tác nhân sinh học thăm dò. Sự tương tác giữa tác nhân sinh học thăm dò với tác nhân sinh học mục tiêu (tác nhân hướng đích) sẽ tạo ra tín hiệu xác nhận sự tồn tại của tác nhân hướng đích trong môi trường nghiên cứu.

Ảnh minh họa: Internet

Gần đây, việc kết hợp giữa polyme dẫn và các ô xít kim loại bán dẫn (MOS) hứa hẹn sẽ cải thiện khả năng ứng dụng của chúng do kết hợp được các đặc tính ưu việt của polyme dẫn và MOS. Để làm tăng độ dẫn điện của polyme dẫn thông thường, một cách đơn giản và hiệu quả nhất hiện nay là phương pháp đưa các phân tử có kích thước nanomet của kim loại hay ô xít kim loại vào màng polyme dẫn để tạo ra vật liệu mới có độ dẫn điện vượt trội. Các hạt nano được đưa vào trong mạng polyme thường là kim loại chuyển tiếp hoặc ô xít kim loại chuyển tiếp, nó có chức năng như những cầu nối để dẫn điện tử từ chuỗi polyme này sang chuỗi polyme khác. Trong thực tế, người ta đã biến tính rất nhiều hạt nano vào mạng polyme như nanocluster của Niken vào màng polyaniline, hoặc tạo ra vật liệu composite PANi/ Au, composite PANi/WO3 , composite PANi/MnO2 , PANi/ Mn2 O3. Trong bài báo này, chúng tôi mô tả tổng hợp vật liệu nanocomposite PANi/ MWCNTs/MnO2 được tổng hợp trực tiếp trên vi điện cực Pt được chế tạo bằng phương pháp điện hóa với mục đích là ứng dụng cho các loại cảm biến sinh học phát hiện nhanh vi rút gây bệnh.

Đã tổng hợp được vật liệu nanocomposite PANi/ MWCNTs/MnO2 có cấu trúc nano bằng phương pháp điện hóa. Tiến hành phân tích cấu trúc bề mặt của PANi/ MWCNTs/MnO2 , với cấu trúc có độ đồng đều, độ xốp thì khả năng tương thích sinh học cao. Các phân tích phổ tử ngoại UV-Vis, phổ hồng ngoại FT-IR cho thấy khả năng dẫn điện của PANi/MWCNTs/MnO2 là tương đối cao. Với những phân tích trên vật liệu nanocomposite PANi/ MWCNTs/MnO2 , nhóm nghiên cứu đã tổng hợp thành công loại vật liệu nanocomposite rất phù hợp cho việc chế tạo cảm biến sinh học, nhằm phát hiện nhanh vi rút gây bệnh.