Nye grafenbelagte "e-stoffer" registrerer skadelige gasser

Forskere i Korea har udviklet bærbare, grafenbelagte stoffer, der kan detektere farlige gasser i luften, advare bæreren ved at tænde et LED-lys.

Forskerne, fra Electronics and Telecommunications Research Institute og Konkuk University i Republikken Korea, coatet bomulds- og polyestergarn med en nanoglue kaldet bovint serumalbumin (BSA). Garnene blev derefter pakket ind i plader af grafenoxid.

Grafen er et utroligt stærkt et-atom-tykt lag af kulstof, og er kendt for sine fremragende ledende egenskaber af varme og elektricitet. Grafenpladerne klæbede meget godt til nanogluen - så meget, at yderligere test viste, at stofferne beholdt deres elektriske ledende egenskaber efter 1, 000 på hinanden følgende cyklusser med bøjning og opretning og ti vasketest med forskellige kemiske rengøringsmidler. Endelig, grafenoxidgarnene blev udsat for en kemisk reduktionsproces, som involverer indsamling af elektroner.

De reducerede grafen-oxid-coatede materialer viste sig at være særligt følsomme over for påvisning af nitrogendioxid, en forurenende gas, der almindeligvis findes i bilens udstødning, der også skyldes forbrænding af fossilt brændstof. Langvarig eksponering for nitrogendioxid kan være farligt for menneskers sundhed, forårsager mange åndedrætsrelaterede sygdomme. Eksponering af disse specialbehandlede stoffer for nitrogendioxid førte til en ændring i den elektriske modstand af det reducerede grafenoxid.

Stofferne var så følsomme, at 30 minutters eksponering for 0,25 ppm nitrogendioxid (lige under fem gange over den acceptable standard fastsat af U.S. Environmental Protection Agency) fremkaldte et svar. Stofferne var tre gange så følsomme over for nitrogendioxid i luft sammenlignet med en anden reduceret grafenoxidsensor, der tidligere var fremstillet på et fladt materiale.

Den nye teknologi, ifølge forskerne, kan straks anvendes i relaterede industrier, fordi belægningsprocessen er enkel, gør den velegnet til masseproduktion. Det ville give udendørsbrugere mulighed for at modtage relevant information om luftkvalitet. Materialerne kunne også inkorporeres med luftrensende filtre for at fungere som "smarte filtre", der både kan detektere og filtrere skadelig gas fra luft.

"Denne sensor kan bringe en væsentlig ændring i vores daglige liv, da den blev udviklet med fleksible og udbredte fibre, i modsætning til de gassensorer, der altid er udviklet med de eksisterende faste substrater, " siger Dr. Hyung-Kun Lee, der ledede dette forskningsinitiativ. Undersøgelsen blev offentliggjort den 4. juni i online-udgaven af Videnskabelige rapporter , et tidsskrift fra forlagene af Natur .