Wondermateriaal grafeen kan de aanwezigheid van drugs of gifstoffen in het lichaam helpen detecteren of de beveiliging van luchthavens drastisch verbeteren, Onderzoekers van de Universiteit van Manchester hebben ontdekt.

Inschrijven Natuurmaterialen , de wetenschappers, werken met collega's van de Universiteit van Aix-Marseille, hebben een apparaat gemaakt dat potentieel één molecuul kan zien via een eenvoudig optisch systeem en de componenten ervan binnen enkele minuten kan analyseren. Dit maakt gebruik van plasmonics - de studie van trillingen van elektronen in verschillende materialen.

De doorbraak zou een snelle en nauwkeurigere drugstest voor professionele atleten mogelijk maken, omdat het de aanwezigheid van zelfs sporen van een stof zou kunnen detecteren.

Het kan ook worden gebruikt op luchthavens of andere zwaarbeveiligde locaties om te voorkomen dat potentiële terroristen explosieven verbergen of drugssmokkelaars. Een ander mogelijk gebruik zou het detecteren van virussen kunnen zijn waar mensen aan kunnen lijden.

grafeen, voor het eerst geïsoleerd aan de Universiteit van Manchester in 2004, heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in diverse toepassingen, van smartphones en ultrasnelle breedband tot medicijnafgifte en computerchips.

Het heeft de potentie om bestaande materialen te vervangen, zoals silicium, maar onderzoekers van de Universiteit van Manchester geloven dat het echt zijn plaats zou kunnen vinden met nieuwe apparaten en materialen die nog moeten worden uitgevonden.

De onderzoekers, onder leiding van dr. Sasha Grigorenko, suggereerde een nieuw type sensorapparatuur:kunstmatige materialen met topologische duisternis. De apparaten vertonen een extreem hoge respons op een aanhechting van slechts één relatief klein molecuul. Deze hoge gevoeligheid is afhankelijk van de topologische eigenschappen van de lichtfase.

Om hun apparaten te testen, onderzoeken bedekten ze met grafeen. Vervolgens introduceerden ze waterstof op het grafeen, waardoor ze hun apparaten konden kalibreren met een veel hogere gevoeligheid dan met enig ander materiaal.

Testen op toxines of medicijnen kan worden gedaan met behulp van een eenvoudige bloedtest, met zeer nauwkeurige resultaten in minuten. De onderzoekers ontdekten dat de gevoeligheid van hun apparaten drie ordes van grootte beter is dan die van bestaande modellen.

de academici, van de School voor Natuur- en Sterrenkunde, hoop dat het onderzoek de praktische toepassingen zal laten zien van een opkomend onderzoeksgebied - enkelvoudige optica.

Dr. Grigorenko zei:"Het hele idee van dit apparaat is om afzonderlijke moleculen te zien, en ze echt zien, onder een eenvoudig optisch systeem, zeg maar een microscoop.

"De enkelvoudige optica die gebruik maakt van de ongebruikelijke fase-eigenschappen van licht is een groot en opkomend onderzoeksgebied, en we hebben laten zien hoe het praktische toepassingen kan hebben die van groot nut kunnen zijn.

"Grafeen was een van de beste materialen die we hadden kunnen gebruiken om de gevoeligheid van deze moleculen te meten. Het is zo gemakkelijk om er op een gecontroleerde manier waterstof aan toe te voegen.

"We beginnen nog maar aan de oppervlakte te komen van wat dit onderzoek ons ​​zou kunnen vertellen, maar het zou diepgaande implicaties kunnen hebben voor de detectie van geneesmiddelen, beveiliging en virussen."