Chemiresistive sensing with chemically modified metal and alloy nanoparticles

Small

Volumn 8, Issue 2, 2012, Pages 174-202

  Ibañez, Francisco J ^a   Zamborini, Francis P ^b  

^a INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISICOQUÍMICAS TEÓRICAS Y APLICADAS INIFTA   (Argentina)

^b UNIVERSITY OF LOUISVILLE   (United States)

Author keywords

alloys; chemiresistors; metal nanoparticles; microlectrodes; sensing

Indexed keywords

ANALYTE CONCENTRATION; ANALYTES; CHEMICAL COATINGS; CHEMICALLY MODIFIED; CHEMIRESISTORS; ELECTRON HOPPING; LIQUID PHASE; METAL AND ALLOYS; METAL NANOPARTICLES; METALLIC CORES; MICROLECTRODES; ORGANOTHIOLS; SENSING; SENSING APPLICATIONS; SENSING DEVICES; SENSITIVE MATERIALS;

ALLOYS; BIOLOGICAL MATERIALS; CERIUM ALLOYS; COATINGS; ELECTRONIC PROPERTIES; LIQUIDS; METALS; MOLECULAR BIOLOGY; NANOPARTICLES; SENSORS; SURFACE ACTIVE AGENTS;

VANADIUM;

ALLOY; DENDRIMER; DNA; GAS; METAL; METAL NANOPARTICLE; ORGANIC COMPOUND; POLYMER; SURFACTANT;

ANALYSIS; CHEMISTRY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; GAS; GENETIC PROCEDURES; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; STATIC ELECTRICITY; TRENDS; ULTRASTRUCTURE;

ALLOYS; BIOSENSING TECHNIQUES; DENDRIMERS; DNA; ELECTRIC CONDUCTIVITY; GASES; METAL NANOPARTICLES; METALS; MICROSCOPY, ELECTRON, SCANNING; ORGANIC CHEMICALS; POLYMERS; STATIC ELECTRICITY; SURFACE-ACTIVE AGENTS;

EID: 84856002478     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201002232     Document Type: Review

References (111)

1. R. C. Hughes, W. K. Schubert, J. Apply. Phys. 1992, 71, 542
2. M. E. Franke, T. J. Koplin, U. Simon, Small 2006, 2, 36.
3. K. J. Albert, N. S. Lewis, C. L. Schauer, G. A. Sotzing, S. E. Stitzel, T. P. Vaid, D. R. Walt, Chem. Rev. 2000, 100, 2595.
4. R. Dutta, E. L. Hines, J. W. Gardner, K. R. Kashwan, M. Bhuyan, Sens. Actuators B 2003, 94, 228.
5. H. Yan, H. Choe, S. S. Nam, Y. Hu, S. Das, J. F. Klemic, J. C. Ellenbogen, C. M. Lieber, Nature 2010, 470, 240.
6. B. J. Hollidey, T. B. Stanford, T. M. Swager, Chem. Mater. 2006, 18, 5649.
7. N. S. Lewis, Acc. Chem. Res. 2004, 37, 663.
8. F. A. Lewis, The Palladium/Hydrogen System, Academic Press Inc., London 1967.
9. L. Han, X. Shi, W. Wu, F. L. Kirk, J. Luo, L. Wang, D. Mott, L. Cousineau, S. I.-I. Lim, S. Lu, C.-J. Zhong, Sens. Actuators B 2005, 106, 431.
10. R. M. Crooks, A. J. Ricco, Acc. Chem. Res. 1998, 31, 219.
11. J. W. Grate, Chem. Rev. 2000, 100, 2627.
12. J. Yinon, J. Anal. Chem. 2003, 99A.
13. D. J. Strike, M. G. H. Meijerink, M. Koudelka-Hep, Fresenius J. Anal. Chem. 1999, 364, 499.
14. A. K. Pavlou, A. P. F. Turner, Clin. Chem. Lab. Med. 2000, 38, 99.
15. R. Dasari, F. P. Zamborini, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16138.
16. I. Heller, A.M. Janssens, J. Mannik, E. D. Minot, S. G. Lemay, C. Dekker, Nano Lett. 2008, 8, 591.
17. D. B. Wolfe, J. C. Love, K. E. Paul, M. L. Chavinyc, G. M. Whitesides, Apply. Phys. Lett. 2002, 80, 2222.
18. G. Sberveglieri, C. Faglia, C. Perego, P. Nelli, R. Marks, N. T. Virgili, C. Taliani, R. Zamboni, Synthetic Met. 1996, 77, 273.
19. M. Myers, J. Cooper, B. Pejcic, M. Baker, B. Raguse, Sens. Actuators B 2011, 155, 154.
20. Y. Dan, Y. Lu, N. J. Kybert, Z. Luo, A. T. Charlie Johnson, Nano Lett. 2009, 9, 1472.
21. J.-P. Choi, M. M. Coble, M. R. Branham, J. M. DeSimone, R. W. Murray, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3778.
22. A. Zabet-Khosousi, A. Dhirani, Chem. Rev. 2008, 108, 4072.
23. R. W. Murray, Chem. Rev. 2008, 108, 2688.
24. H. Haick, J. Phys. D: Appl. Phys. 2007, 40, 7173.
25. M.-C. Daniel, D. Astruc, Chem. Rev. 2004, 104, 293.
26. E. Boisselier, D. Astruc, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1759.
27. H. Wohltjen, A. W. Snow, Anal. Chem. 1998, 70, 2856.
28. H.-L. Zhang, S. D. Evans, J. R. Henderson, R. E. Miles, T.-H. Shen, Nanotechnology 2002, 13, 439.
29. E. E. Foos, A. W. Snow, M. E. Twigg, M. G. Ancona, Chem. Mater. 2002, 14, 2401.
30. H. Ahn, A. Chandekar, B. Kang, C. Sung, J. E. Whitten, Chem. Mater. 2004, 16, 3274.
31. Q.-Y. Cai, E. T. Zellers, Anal. Chem. 2002, 74, 3533.
32. N. Garg, A. Mohanty, N. Lazarus, L. Schultz, T. R. Rozzi, S. Santhanam, L. Weiss, J. L. Snyder, G. K. Fedder, R. Jin, Nanotechnology 2010, 21, 405501.
33. W. H. Steinecker, M. P. Rowe, E. T. Zellers, Anal. Chem. 2007, 79, 4977.
34. E. Covington, F. I. Bohrer, C. Xu, E. T. Zellers, C. Kurdak, Lab Chip 2010, 10, 3058.
35. E. Dovgolevsky, G. Konvalina, U. Tisch, H. Haick, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14042.
36. J. K. Kim, Y. S. Yang, S. C. Ha, S. M. Cho, Y. S. Kim, H. Y. Kim, H. Yang, Y. T. Kim, Sens. Actuators B 2005, 106, 189.
37. S. M. Briglin, T. Gao, N. S. Lewis, Langmuir 2004, 20, 299.
38. F. J. Ibañez, F. P. Zamborini, ACS Nano 2008, 2, 1543.
39. L. Han, D. R. Daniel, M. M. Maye, C.-J. Zhong, Anal. Chem. 2001, 73, 4441.
40. L.-S. Wang, K. Xiajing, N. N. Karuiki, M. Schadt, G. R. Wang, Q. Rendeng, J. Choi, J. Luo, S. Lu, C.-J. Zhong, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2161.
41. F. J. Ibañez, U. Growrishetty, M. M. Crain, K. M. Walsh, F. P. Zamborini, Anal. Chem. 2006, 78, 753.
42. M. Toda, Y. Joseph, R. Berger, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2012.
43. T. Vossmeyer, B. Guse, I. Besnard, R. E. Bauer, K. Mullen, A. Yasuda, Adv. Mater. 2002, 14, 238.
44. F. P. Zamborini, M. C. Leopold, J. F. Hicks, P. J. Kulesza, M. A. Malik, R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8958.
45. M. C. Leopold, R. L. Donkers, D. Georganopoulou, M. Fisher, F. P. Zamborini, R. W. Murray, Faraday Discuss. 2004, 125, 63.
46. N. Krasteva, I. Besnard, B. Guse, R. E. Bauer, K. Mullen, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Nano Lett. 2002, 2, 551.
47. Y. Joseph, B. Guse, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Sens. Actuators B 2004, 98, 188.
48. J. Im, A. Chandekar, J. E. Whitten, Langmuir 2009, 25, 4288-4292.
49. E. García-Berríos, B. S. Brunschwig, T. Gao, M. D. Woodka, M. W. Ellsworth, S. Maldonado, N. S. Lewis, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21914.
50. J. Guo, P. Pang, Q. Cai, Sens. Actuators B 2007, 120, 521.
51. Y. Hatakeyama, M. Umetsu, S. Ohara, F. Kawadai, S. Takami, T. Naka, T. Adschiri, Adv. Mater. 2008, 20, 1122.
52. M. D. Hanwell, S. Y. Heriot, T. H. Richardson, N. Cowlam, L. M. Ross, Colloids Surf. A: Phys. Chem. Eng. Aspects 2006, 284-285, 311.
53. L.-P. Xu, S. Chen, Chem. Phys. Lett. 2009, 468, 222.
54. E. Chow, T. R. Gengenbach, L. Wieczorek, B. Raguse, Sens. Actuators B 2010, 143, 704.
55. F. J. Ibañez, F. P. Zamborini, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 622.
56. L. C. Brousseau, Q. Zhao, D. A. Shultz, D. L. Feldheim, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7645.
57. D. L. Gittins, D. Bethell, D. J. Schiffrin, R. J. Nichols, Nature 2000, 408, 67.
58. S.-J. Park, T. A. Taton, C. A. M. Mirkin, Science 2002, 295, 1503.
59. C. Fang, Y. Fan, J. Kong, Z. Gao, N. Balasubramanian, Anal. Chem. 2008, 80, 9387.
60. J. Turkevich, P. C. Stevenson, J. Hillier, Discuss. Faraday Soc. 1951, 55.
61. X. Huang, S. Neretina, M. A. El-Sayed, Adv. Mater. 2009, 21, 4880.
62. D. I. Gittins, F. Caruso, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6846.
63. G. Corthey, L. J. Giovanotti, J. M. Ramallo-Lopez, E. Zelaya, A. A. Rubert, G. A. Benitez, F. G. Requejo, M. H. Fonticelli, R. C. Salvarezza, ACS Nano 2010, 4, 3413.
64. C. Vericat, M. E. Vela, G. Benitez, P. Carro, R. C. Salvarezza, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1805.
65. M. J. Hostetler, J. E. Wingate, C.-J. Zhong, J. E. Harris, R. W. Vachet, M. R. Clark, J. D. Londono, S. J. Green, J. J. Stokes, G. D. Wignall, G. L. Glish, M. D. Porter, N. D. Evans, R. W. Murray, Langmuir 1998, 14, 17.
66. M. Brust, M. Walker, D. Bethell, D. J. Schiffrin, R. Whyman, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 7, 801.
67. Y. Joseph, I. Besnard, M. Rosenberger, B. Guse, H.-G. Nothofer, J. M. Wessels, U. Wild, A. Knop-Gericke, D. Su, R. Schlogl, A. Yasuda, T. Vossmeyer, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7406.
68. M. J. Hostetler, A. C. Templeton, R. W. Murray, Langmuir 1999, 15, 3782.
69. A. C. Templeton, M. J. Hostetler, E. K. Warmoth, S. Chen, C. M. Hartshorn, V. M. Krishnamurthy, M. D. E. Forbes, R. W. Murra, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4845.
70. C.-J. Zhong, W. X. Zheng, F. L. Leibowitz, H. H. Eichelberger, Chem. Commun. 1999, 1211.
71. L. Wang, J. Luo, M. J. Schadt, C.-J. Zhong, Langmuir 2009, 26, 618.
72. H. Shiigi, S. Tokonami, H. Yakabe, T. J. Nagaoka, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3280.
73. S. H. Brewer, W. R. Glomm, M. K. Knag, M. C. Johonson, S. Franzen, Langmuir 2005, 21, 9303.
74. S. Tokonami, H. Shiigi, T. Nagaoka, Electronanalysis 2007, 20, 355.
75. F. J. Ibañez, F. P. Zamborini, Langmuir 2006, 22, 9789.
76. S. Tokonami, H. Shiigi, T. Nagaoka, J. Electrochem. Soc. 2008, 115, 105.
77. Y. Joseph, N. Krasteva, I. Besnard, B. Guse, M. Rosenberger, U. Wild, A. Knop-Gericke, R. Schlogl, R. Krustev, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Faraday Discuss. 2004, 125, 77.
78. O. Harnack, I. Raible, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 034108.
79. B. Raguse, E. C. Christopher, C. S. Barton, L. Wieczorek, Anal. Chem. 2007, 79, 7333.
80. B. Abeles, R. C. A. Review 1975, 36, 594.
81. R. H. Terrill, T. A. Postlethwaite, C.-H. Chen, C.-D. Poon, A. Terzis, A. Chen, J. E. Hutchison, M. R. Clark, G. Wignall, J. D. Londono, R. Superfine, M. Falvo, C. S. Johnson Jr., E. T. Samulski, R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12537.
82. P. Sheng, B. Abeles, Phys. Rev. Lett. 1972, 28, 34.
83. F. Favier, E. C. Walter, M. P. Zach, T. Benter, R. M. Penner, Science 2001, 293, 2227.
84. A. J. Bard, L. R. Faulkner, In Electrochemical Methods, Fubdamentals, and Applications (Ed., E. Swain,), John Wiley and Sons, Inc., New York 2001, p. 814.
85. J. W. Grate, D. A. Nelson, R. Skaggs, Anal. Chem. 2003, 75, 1868.
86. S. D. Evans, S. R. Johnson, Y. L. Cheng, T. Shen, J. Mater. Chem. 2000, 10, 183.
87. M. P. Rowe, W. H. Steineker, E. T. Zellers, Anal. Chem. 2007, 79, 1164.
88. G. Peng, U. Tisch, O. Adams, M. Hakim, N. Shehada, Y. Y. Broza, S. Billan, R. Abdah-Bortnyak, A. Kuten, H. Haick, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 669.
89. G. Peng, M. Hakim, Y. Y. Broza, S. Billan, R. Abdah-Bortnyak, A. Kuten, U. Tisch, H. Haick, Brit. J. Cancer 2010, 103, 542.
90. E. Dovgolevsky, U. Tisch, H. Haick, Small 2009, 5, 1158
91. L. Wang, J. Luo, J. Yin, H. Zhang, J. Wu, X. Shi, E. Crew, Z. Xu, Q. Rendeng, S. Lu, M. Poliks, B. Sammakia, C.-J. Zhong, J. Mater. Chem. 2009, 20, 907.
92. M. J. Schadt, W. Cheung, J. Luo, C.-J. Zhong, Chem. Mater. 2006, 18, 5147.
93. F. L. Leibowitz, W. Zheng,., M. M. Maye, C.-J. Zhong, Anal. Chem. 1999, 71, 5076.
94. Y. Joseph, A. Peic, X. Chen, J. Michel, T. Vossmeyer, A. Yasuda, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12855.
95. P. Pang, Z. Guo, S. Wu, Q. Cai, Sens. Actuators B 2006, 114, 799.
96. Y. Joseph, B. Guse, T. Vossmeyer, A. Yasuda, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 212507.
97. N. Krasteva, Y. Fogel, R. E. Bauer, K. Mullen, Y. Joseph, A. Matsuzawa, T. Vossmeyer, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 881.
98. M. Moreno, F. J. Ibañez, J. B. Jasinski, F. P. Zamborini, J. Am. Chem. Soc. 2011, 113, 4389.
99. J.-P. Choi, R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10496.
100. E. Chow, J. Herrmann, C. S. Barton, B. Raguse, L. Wieczorek, Anal. Chim. Acta 2009, 632, 135.
101. B. Raguse, C. S. Barton, K. H. Müller, E. Chow, L. Wieczorek, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15390.
102. D. L. Feldheim, Nature 2000, 408, 45.
103. S. Tokonami, M. Iwamoto, K. Hashiba, H. Shiigi, T. Nagaoka, Solid State Ionic 2006, 177, 2317.
104. W. Kruppa, M. G. Ancona, R. W. Rendell, A. W. Snow, E. E. Foos, R. Bass, Appl. Phys. Lett. 2008, 88, 053120.
105. E. L. Covington, R. W. Turner, C. Kurdak, M. P. Rowe, C. Xu, E. T. Zellers, IEEE Sensors 2008, 102.
106. J. F. Parker, C. A. Fields-Zinna, R. W. Murray, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1289.
107. C. J. Murphy, T. K. Sau, A. M. Gole, C. J. Orendorff, J. Gao, L. Gou, S. E. Hunyadi, T. Li, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13857.
108. J. Kong, M. G. Chapline, H. Dai, Adv. Mater. 2001, 13, 1384.
109. N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4065.
110. N. Krasteva, R. Krustev, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Langmuir 2003, 19, 7754.
111. N. Krasteva, B. Guse, I. Besnard, A. Yasuda, T. Vossmeyer, Sens. Actuators B 2003, 92, 137.