中國計量大學開發用于食品檢測的石墨烯傳感器

         

  來自中國計量大學的研究人員創造了一種新的基于石墨烯的傳感器,可以同時檢測食品中的細菌和其他病原體等多種物質。

  來自中國計量大學的研究人員創造了一種新的基于石墨烯的傳感器,可以在食品進入超市貨架之前同時檢測食品中的細菌和其他病原體等多種物質。研究團隊成員說:“我們的設計是基于石墨烯片,這是一種隻有一個原子厚度的二維碳晶體。這種傳感器不僅高度靈敏,而且還可以輕松調節以檢測不同的物質。”

  由于其獨特的光學和電子特性,石墨烯通常被視為等離子體傳感器的有吸引力的選擇,其使用電磁波沿着導電材料的表面傳播以響應光照射。當感興趣的物質接近石墨烯表面時傳感器能夠通過測量折射率如何變化來檢測物質。

  石墨烯被認為是比金和銀等金屬更好的選擇,因為它表現出更強的等離子體波,傳播距離更長。通過施加極化電壓而不是重建整個器件,也可以改變石墨烯響應的波長。然而,以前難以生産以檢測細菌和生物分子所需的紅外波長操作的石墨烯傳感器。

  在新的傳感器中,該團隊使用理論計算和模拟來設計一系列納米級石墨烯盤,每個盤都包含一個偏心孔。該傳感器還包括離子凝膠和矽層,可用于施加電壓以調節石墨烯的性質,以檢測各種物質。

  盤和它們的孔之間的相互作用增加了傳感器裝置的靈敏度,即所謂的等離子體激元雜交效應。孔和盤也産生不同的波長峰值,每個峰值可用于同時檢測不同物質的存在。研究人員希望他們能夠進一步改進制作納米級光盤陣列的過程,他們說:“我們還想探讨石墨烯等離子體雜化效應是否可用于輔助雙波段中紅外光通信設備的設計。”