Графеновые датчики улавливают единичные молекулы

Графены, представляющие собой слой атомов углерода и образующие своеобразный двумерный кристалл, были открыты три года назад в лаборатории Манчестерского университета. Уникальные оптические, электрические и механические свойства графенов можно использовать в самых разных приложениях, в том числе в микро- и наноэлектронике, создании дисплеев, различных композиционных материалов.

Новое направление практических применений графена предложили изобретатели графена д-р Константин Новоселов и проф. Андре Гейм. В своей статье, опубликованной в Nature Materials, они представили результаты экспериментов по взаимодействию графенов с газообразными веществами.

Раньше считалось, что графены с газами не реагируют из-за своей чрезвычайно высокой инертности. Оказалось, что, хотя химические связи и не образуются и структура графена не нарушается, газы детектировать можно - при взаимодействии их с графеном происходит перемещение электронов, которое можно зарегистрировать по электропроводности графена. Д-р Новоселов считает, что с помощью графенов можно регистрировать отдельные молекулы, т.е. достичь предельной чувствительности датчиков газа. Нынешние приборы имеют чувствительность в миллионы раз хуже.

Для разработки сенсоров уже создана база, многие лаборатории научились получать графены. Среди возможных объектов детектирования можно назвать в первую очередь различные токсические газы, а также просто окись углерода, уровень которой надо контролировать и выхлопах автомобилей, и в жилых помещениях.

Однако, считают разработчики, необходимо сначала создать правильные методики, которые позволяют отделить нужные соединения от, скажем паров воды, всегда присутствующих в воздухе. Эта проблема, общая для всех методов анализа газов, может быть решена путем введения различных методов фильтрации или с использованием разницы в температурной зависимости взаимодействия с графеном различных веществ, сообщает PhysOrg.