Flaky graphene laver pålidelige kemiske sensorer

Forskere fra University of Illinois i Urbana-Champaign og virksomheden Dioxide Materials har vist, at tilfældigt stablede grafenflager kan være en effektiv kemisk sensor.

Forskerne skabte de et-atom-tykke kulstofgitterflager ved at placere bulkgrafit i en opløsning og bombardere det med ultralydsbølger, der brækkede tynde plader af. Forskerne filtrerede derefter opløsningen for at fremstille en grafenfilm, sammensat af et tilfældigt arrangement af stablede flager, som de brugte som det øverste lag af en kemisk sensor. Da grafenet blev udsat for testkemikalier, der ændrede filmens overfladekemi, den efterfølgende bevægelse af elektroner gennem filmen producerede et elektrisk signal, der markerede tilstedeværelsen af ​​kemikaliet.

Forskerne eksperimenterede ved at justere volumen af ​​den filtrerede opløsning for at lave tykkere eller tyndere film. De fandt ud af, at tynde film af tilfældigt stablet grafen kunne detektere spormængder af testkemikalier mere pålideligt end tidligere designede sensorer lavet af kulstofnanorør eller grafenkrystaller.

Resultaterne accepteres til offentliggørelse i AIP's tidsskrift Anvendt fysik bogstaver .

Forskerne teoretiserer, at den forbedrede følsomhed skyldes, at defekter i carbon-gitterstrukturen nær kanten af ​​grafenflagerne gør det muligt for elektroner nemt at "hoppe" gennem filmen.