中国计量大学开发用于食品检测的石墨烯传感器

         

  来自中国计量大学的研究人员创造了一种新的基于石墨烯的传感器,可以同时检测食品中的细菌和其他病原体等多种物质。

  来自中国计量大学的研究人员创造了一种新的基于石墨烯的传感器,可以在食品进入超市货架之前同时检测食品中的细菌和其他病原体等多种物质。研究团队成员说:“我们的设计是基于石墨烯片,这是一种只有一个原子厚度的二维碳晶体。这种传感器不仅高度灵敏,而且还可以轻松调节以检测不同的物质。”

  由于其独特的光学和电子特性,石墨烯通常被视为等离子体传感器的有吸引力的选择,其使用电磁波沿着导电材料的表面传播以响应光照射。当感兴趣的物质接近石墨烯表面时传感器能够通过测量折射率如何变化来检测物质。

  石墨烯被认为是比金和银等金属更好的选择,因为它表现出更强的等离子体波,传播距离更长。通过施加极化电压而不是重建整个器件,也可以改变石墨烯响应的波长。然而,以前难以生产以检测细菌和生物分子所需的红外波长操作的石墨烯传感器。

  在新的传感器中,该团队使用理论计算和模拟来设计一系列纳米级石墨烯盘,每个盘都包含一个偏心孔。该传感器还包括离子凝胶和硅层,可用于施加电压以调节石墨烯的性质,以检测各种物质。

  盘和它们的孔之间的相互作用增加了传感器装置的灵敏度,即所谓的等离子体激元杂交效应。孔和盘也产生不同的波长峰值,每个峰值可用于同时检测不同物质的存在。研究人员希望他们能够进一步改进制作纳米级光盘阵列的过程,他们说:“我们还想探讨石墨烯等离子体杂化效应是否可用于辅助双波段中红外光通信设备的设计。”