Graphene plasmonics slår stoffets snyd

Vidundermateriale grafen kan hjælpe med at opdage tilstedeværelsen af ​​stoffer eller toksiner i kroppen eller dramatisk forbedre lufthavnssikkerheden, Det har forskere fra University of Manchester fundet.

Skriver ind Naturmaterialer , forskerne, arbejder med kolleger fra Aix-Marseille University, har skabt en enhed, der potentielt kan se et molekyle gennem et simpelt optisk system og kan analysere dets komponenter inden for få minutter. Dette bruger plasmonik - studiet af vibrationer af elektroner i forskellige materialer.

Gennembruddet kunne muliggøre hurtige og mere præcise lægemiddeltest for professionelle atleter, da det kunne detektere tilstedeværelsen af ​​endda spormængder af et stof.

Det kan også bruges i lufthavne eller andre steder med høj sikkerhed til at forhindre potentielle terrorister i at skjule sprængstof eller menneskehandlere fra at smugle stoffer. En anden mulig anvendelse kan være at opdage vira, mennesker kan lide af.

Graphene, isoleret for første gang på University of Manchester i 2004, har potentiale til at revolutionere forskellige applikationer fra smartphones og ultrahurtigt bredbånd til levering af lægemidler og computerchips.

Det har potentiale til at erstatte eksisterende materialer, såsom silicium, men forskere fra University of Manchester mener, at det virkelig kunne finde sin plads med nye enheder og materialer, der endnu ikke er opfundet.

Forskerne, ledet af Dr Sasha Grigorenko, foreslog en ny type sanseapparater:kunstige materialer med topologisk mørke. Enhederne viser ekstremt høj respons på en vedhæftning af kun et relativt lille molekyle. Denne høje følsomhed er afhængig af topologiske egenskaber ved lysfasen.

For at teste deres enheder, undersøgelser dækkede dem med grafen. De introducerede derefter brint på grafen, hvilket tillod dem at kalibrere deres enheder med langt overlegen følsomhed end med noget andet materiale.

Test af toksiner eller medicin kan udføres ved hjælp af en simpel blodprøve, med meget præcise resultater på få minutter. Forskerne fandt ud af, at følsomheden af ​​deres enheder er tre størrelsesordener bedre end eksisterende modeller.

De akademikere, fra School of Physics and Astronomy, håber forskningen vil vise de praktiske anvendelser fra et voksende forskningsområde - ental optik.

Dr Grigorenko sagde:"Hele ideen med denne enhed er at se enkeltmolekyler, og virkelig se dem, under et simpelt optisk system, sige et mikroskop.

"Den enestående optik, der udnytter lysets usædvanlige faseegenskaber, er et stort og voksende forskningsfelt, og vi har vist, hvordan det kan have praktiske applikationer, som kan være til stor fordel.

"Graphen var et af de bedste materialer, vi kunne have brugt til at måle følsomheden af ​​disse molekyler. Det er så let at sætte brintet på det på en kontrolleret måde.

"Vi er kun begyndt at ridse overfladen af, hvad denne forskning kan fortælle os, men det kan have dybtgående konsekvenser for narkotikaopdagelse, sikkerhed og vira. "