我國發(fā)明的新型石墨稀傳感器可以同時檢測多種物質(zhì)

中國計量學(xué)院的研究人員研究出一種新型傳感器，利用石墨烯的光電特性，可以同時檢測多種物質(zhì)，包括細菌和其他病原體。該設(shè)計基于二維石墨烯片，每片只有一個原子厚度。

通過理論計算和模擬，研究人員設(shè)計了一系列納米級石墨烯盤。他們在每個納米盤中引入了一個小圓形缺陷——一個偏心孔。當(dāng)光線照射到磁盤陣列時，磁盤與其孔之間的相互作用產(chǎn)生了等離子體雜交效應(yīng)，從而提高了設(shè)備的靈敏度。孔和盤產(chǎn)生不同的波長峰值，可以同時用于檢測不同物質(zhì)的存在。

石墨烯盤安裝在離子凝膠層和硅層之間，層用于向傳感器施加電壓，調(diào)整石墨烯的性質(zhì)以檢測各種物質(zhì)。

研究人員使用MIR波長進行的模擬顯示，與僅由石墨烯盤組成的傳感器平臺相比，他們的新傳感器平臺對氣體，液體和固體中存在的物質(zhì)更敏感，沒有圓形缺陷。

研究人員正在努力改進用于制造納米級磁盤陣列的過程。該團隊稱，這些結(jié)構(gòu)的精確度可能會極大地影響傳感器的性能。

研究員Bing-Gang Xiao說：“我們還想探討石墨烯等離子體雜化效應(yīng)是否可用于輔助雙波段中紅外光通信設(shè)備的設(shè)計?！?/p>

由于其理想的性質(zhì)，各種研究團隊已經(jīng)使用石墨烯為各種應(yīng)用創(chuàng)建傳感器和材料。然而，中國吉良團隊表示，之前很少有研究工作證明敏感的石墨烯傳感器可以檢測細菌和生物分子所需的紅外波長。

除了改善食品安全外，新的傳感器設(shè)計還可用于檢測各種應(yīng)用中的氣體和化學(xué)品。其雙頻共振結(jié)構(gòu)特征可以支持多物質(zhì)檢測的發(fā)展。