•国家自然科学基金项目简介 •
石墨烯功能纳米材料及其在食品安全传感器中的应用研究
国家自然科学基金项目“石墨烯功能纳米材料及其在食品安全传感器中的应用研究”（项目号：61201091）由我校甘甜博士主持。甘甜博士，出生于1984年，2011年毕业于武汉大学，获得分析化学博士学位。长期从事纳米电分析化学以及食品安全分析及食品安全功能材料的研究，并取得较好的研究成果。先后以第一作者在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》、《Electrochimica Acta》、《Talanta》、《Sensors and Actuators B–Chemical》、《Microchimica Acta》、《Colloids and Surfaces A–Physicochemcial and Engineering Aspects》等期刊上发表学术论文10篇，其中综述1篇，均被SCI收录。
食品安全是一个遍及全球的公共卫生问题，不仅直接关系人类的健康生存，而且还严重影响着经济和社会的发展。食品添加剂是食品工业中不可缺少的辅料，对于改善食品质量、档次和色香味，对于食品原料乃至成品的保质保鲜，对于提高食品的营养价值，对于食品加工工艺的顺利进行以及新产品的开发等诸多方面，都发挥着极为重要的作用。但是，近年来，“苏丹红”、“三聚氰胺”、“瘦肉精”等有毒非法添加剂的使用、食品添加剂的超量和超范围添加以及过期食品添加剂的使用等问题频频发生，人们对食品添加剂的安全性问题表现出前所未有的关注和敏感。因此，开展用于食品添加剂高灵敏度、高分辨率、适合现场检测传感器的制备研究，对保证食品质量，保障人民健康具有十分重要的意义。
石墨烯具有由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构，物理及电学性质极为优异，已充分展现出在理论研究和实际应用方面的无穷魅力。从信息传递和检测原理上分析，石墨烯及其功能纳米材料的特性为制备新型敏感器件提供了崭新的思路。美国海军研究实验室的J.T. Robinson教授等系统研究了石墨烯在分子传感上的应用，引起广泛关注。有序介孔材料具有较大的比表面积，相对大的孔径以及规整的孔道结构，在催化领域中发挥着独特的作用。其中非硅系材料中的介孔金属氧化物（M2On）不仅具有孔材料的纳米特性和多孔道结构，而且它们一般存在可变价态，有利于离子在孔系统中的传输，因而展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景。介孔M2On最早由美国加州大学的G. Stucky研究小组成功制备。最近，国内外许多高校也在不同组成和形貌介孔M2On的合成和应用方面取得了许多进展。迄今为止，将介孔M2On引入石墨烯片层之中的相关研究较少，且都集中于介孔TiO2对石墨烯的功能化及其在光电转换方面的研究。但是尚未有将石墨烯–介孔M2On功能纳米材料用于电化学传感器制备的报道。
本项目拟将石墨烯–M2On这种组成和形貌可变的新型功能纳米材料与电化学传感技术相结合，研究石墨烯–介孔M2On不同组成（M: Sn, Ti, Zn, Ni, Mn）和形貌（层状褶皱结构、二维六方结构、立方结构、三维网状结构和棒状结构）与其电化学传感特性之间的规律，揭示食品添加剂在石墨烯–M2On上的纳米传感机理，建立检测食品添加剂的定量分析综合解决方案。我们拟选取代表性的介孔金属氧化物，从石墨烯–M2On制备技术的优化，不同测定条件下电化学行为的改进，复杂食品样品中添加剂的选择性测定着手，建立起无需复杂样品前处理，快速简便实现食品添加剂检测分析的定量方法，将具有如下优势：（1）分辨率高；（2）灵敏度高；（3）检测快速省时，适合现场分析；（4）重现性好，可以重复利用。因而能够为食品安全传感器的相关研究提供更多的技术支撑。
该项目的顺利实施将建立食品添加剂高灵敏度、高选择性的快速现场检测的新方法，用于食物安全的现场监控，保障人民群众身体健康以及社会和谐发展。