Wetenschappers van de Universiteit van Manchester en het Karlsruhe Institute of Technology hebben een methode gedemonstreerd om kleine gebieden van grafeen met hoge precisie chemisch te modificeren. wat leidt tot extreme miniaturisering van chemische en biologische sensoren.

Inschrijven ACS toegepaste materialen en interfaces , onderzoekers onder leiding van Dr. Aravind Vijayaraghavan hebben aangetoond dat het mogelijk is grafeen te combineren met chemische en biologische moleculen en patronen te vormen, die honderden nanometers breed zijn.

Grafeen is 's werelds eerste tweedimensionale materiaal. Het is sterk, transparant, flexibel en 's werelds meest geleidende materiaal. Elk atoom in grafeen wordt blootgesteld aan zijn omgeving, waardoor het veranderingen in zijn omgeving kan voelen.

Met behulp van technologie die lijkt op schrijven met een ganzenveer of vulpen, de wetenschappers waren in staat om chemische druppeltjes in zeer kleine volumes op het oppervlak van grafeen te brengen. Om zulke fijne chemische patronen te bereiken, de onderzoekers gebruikten druppeltjes chemicaliën van minder dan 100 attoliter (10 ^-16 L) in volume.

Deze technieken zijn essentieel voor het mogelijk maken van grafeensensoren die kunnen worden gebruikt in real-world toepassingen; grafeensensoren die op deze manier zijn gefabriceerd, kunnen worden gebruikt in bloedonderzoeken, het minimaliseren van de hoeveelheid bloed die een patiënt moet geven.

Dr. Vijayaraghavan legt uit:"Er werden twee soorten 'pennen' gebruikt, een die als een ganzenveer in de reactieve 'inkt' wordt gedompeld om de punt te bedekken, en de andere waar de inkt in een reservoir wordt gevuld en door een kanaal in de punt stroomt, net als in een vulpen. Een reeks van dergelijke micropennen wordt over het grafeenoppervlak bewogen om de chemische druppeltjes af te leveren die reageren met het grafeen. De eerste methode staat bekend als Dip-Pen Nanolithography (DPN) en de laatste staat bekend als Microchannel Cantilever Spotting (µCS)."

Dr. Michael Hirtz, co-onderzoeker uit Karlsruhe voegt toe:"Door het grafeen in zulke kleine regio's chemisch te modificeren, we kunnen chemische en biologische sensoren ontwikkelen die slechts zeer kleine hoeveelheden vloeistof nodig hebben om verschillende bestanddelen te detecteren. Dit, gecombineerd met de hoge gevoeligheid van grafeensensoren, doet ons denken dat we in de toekomst een volledige bloedtest zouden kunnen doen bij een patiënt met slechts één klein druppeltje bloed, in plaats van een volle spuit."