Er zijn efficiëntere sensoren nodig om milieuvervuiling te kunnen detecteren. Onderzoekers van de Chalmers University of Technology hebben een nieuwe, uitgekiende methode om moleculen te detecteren met sensoren op basis van ultradunne nanomaterialen. De nieuwe methode zou de omgevingswaarneming in de toekomst kunnen verbeteren. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

"Dit zou nieuwe mogelijkheden kunnen bieden voor de detectie van omgevingsgassen. Onze methode is robuuster dan conventionele sensoren, die afhankelijk zijn van kleine veranderingen in optische eigenschappen", zegt Maja Feierabend, Promovendus bij de afdeling Natuurkunde en de hoofdauteur van het artikel van Chalmers University of Technology en Technische Universität Berlin.

Samen met haar begeleider Universitair hoofddocent Ermin Malic, en Gunnar Berghauser, postdoctoraal onderzoeker bij Chalmers, ze heeft een nieuw type chemische nanosensor voorgesteld die bestaat uit atomair dunne nanomaterialen die extreem gevoelig zijn voor veranderingen in hun omgeving.

Als je licht op de sensor schijnt, je ziet de optische vingerafdruk van het materiaal zelf. Moleculen worden geïdentificeerd door het activeren van donkere elektronische toestanden in het sensormateriaal. Als er moleculen op het oppervlak zijn, ze zullen interageren met deze donkere staten en ze aanzetten, ze zichtbaar te maken. Het resultaat is een gewijzigde optische vingerafdruk, met nieuwe kenmerken die de aanwezigheid van de moleculen bewijzen.

"Onze methode heeft veelbelovend potentieel, de weg vrijmaken voor ultradunne, snel, efficiënte en nauwkeurige sensoren. In de toekomst, dit kan hopelijk leiden tot zeer gevoelige en selectieve sensoren die kunnen worden gebruikt in milieuonderzoek", zegt Ermin Malic.

De onderzoekers hebben een patentaanvraag ingediend voor de nieuwe sensormethode. De volgende stap is om met experimentele natuurkundigen en scheikundigen samen te werken om het proof-of-principle voor deze nieuwe klasse van chemische sensoren te demonstreren.