Grafen fungerer under pres

Forskere ved University of Manchester har fremstillet meget miniaturiserede tryksensorer ved hjælp af grafenmembraner, som kan registrere små ændringer i tryk med høj følsomhed, over en lang række driftstryk.

Skriver ind Nanoskala , Dr. Aravind Vijayaraghavan og nyuddannet ph.d.-studerende Dr. Christian Berger har vist, at det er muligt at få en atomisk tynd membran af grafen til at svæve blot nanometer over overfladen af ​​en siliciumchip.

Når tryk flytter denne membran tættere på overfladen af ​​chippen, den resulterende ændring i kapacitansen måles for at udlæse trykændringen. Ved at fremstille tusindvis af sådanne flydende membraner ved siden af ​​hinanden, en enhed kan fremstilles med en usædvanlig høj følsomhed over for trykændringer.

Grafen er verdens første todimensionelle materiale. Designet udnytter dets ekstraordinære tyndhed, kombineret med dens høje fleksibilitet og den højeste styrke af ethvert kendt materiale; en unik kombination af superlative egenskaber, uden hvilke en sådan teknologi ikke ville være mulig.

Dr. Vijayaraghavan sagde:"På trods af sin fantastiske styrke, en enkelt atomart tynd grafenmembran er umulig at dyrke og håndtere uden at forårsage revner og nålehuller, hvilket ville føre til fejl på enheden.

"For at overvinde dette, vi bruger denne grafenmembran i forbindelse med et meget tyndt polymerstøttelag, som giver os mulighed for at producere tusindvis af flydende grafenmembraner tæt pakket ind i et lille område, resulterer i denne højeste ydeevne tryksensor."

Dr. Vijayaraghavan og Dr. Berger har etableret et spinout-firma, Atommekanik, med henblik på at kommercialisere denne teknologi. Dr. Berger, og medph.d.-studerende Daniel Melendrez-Armada, blev også for nylig tildelt Eli og Britt Harari Graphene Enterprise-prisen for deres touch-interface-koncept baseret på denne tryksensorteknologi.

Dr. Berger sagde:"Vores sensor kan finde en række applikationer, såsom i motorer, industrianlæg og endda husholdningsopvarmning, ventilation, og klimaanlæg (HVAC) systemer, som tilbyder os et stort marked. Teknologien kan også bruges til at udvikle næste generations touchskærme til forbrugerelektronik og i nye typer medicinsk udstyr."