Detektor gazowy wykrywający pojedyncze molekuły

Detektor gazowy wykrywający pojedyncze molekuły

Międzynarodowy zespół naukowców pracuje nad sensorem wykrywającym obecność pojedynczych molekuł będących w stanie gazowym. Sensor oparty jest na grafenie, odkrytą w 2004 roku formą węgla, która cechuje się grubością jednego atomu, z tego względu określa się ten materiał jako dwuwymiarowy.

Kostia Nowosielow z University of Manchaster wraz z kolegami z Rosji oraz Holandii stworzyli mikronowej wielkości płatki grafenu. Dokonali tego za pomocą mikromechanicznego rozbicia warstw grafitu za pomocą bardzo cienkich płytek utlenionego krzemu. Następnie za pomocą litografii wykorzystującej strumień elektronów naukowcy stworzyli ścieżki przewodzące na powierzchni grafenu. W kolejnym etapie płatek grafenu o wymiarze 10 mikrometrów został umieszczony w komorze, a następnie przy przepływie czystego dwutlenku azotu zmierzono jego przewodność. Badacze zauważyli niewielkie, etapowe zmiany w przewodności materiału związane z adsorpcją i desorpcją pojedynczych molekuł dwutlenku azotu.

„Grafen posiada stosunkowo niewiele przenośników ładunku, jednak wystarcza to, aby materiał ten był przewodzący – mówi Andre Geim z University of Manchester – a więc gdy dostarczysz tylko jeden elektron do grafenu, jego przewodnictwo zmieni się w znaczny sposób”. Geim uważa, że poprzez funkcjonalizację powierzchni grafenu można go uczulić na wykrywanie konkretnych molekuł. W teorii grafen powinien być najlepszym, możliwym do wyprodukowania sensorem, ponieważ wykrycie pojedynczych molekuł to najwięcej czego możemy oczekiwać po detektorze.

David Williams z University of Auckland w Nowej Zelandii, ekspert w dziedzinie detektorów gazu twierdzi, że grafen wykazuje niesamowity potencjał w wykrywaniu cząsteczek gazowych, równocześnie posiadając dużą stabilność, jednak musimy jeszcze poczekać na opracowanie gotowego detektora dostępnego na rynku.

(pj)