来源： 时间：2022-10-04 19:35:12
科学家设计了一种基于石墨烯的传感器，可以在产品进入超市之前更轻松地检测产品中的病原体，从而防止受污染食品造成的危险疾病。该传感器在《光学材料快报》杂志中描述，可以同时检测多种物质，包括危险细菌和其他病原体。
研究人员说，除了食品安全外，新设计还可以改善对气体和化学物质的检测，以用于其他广泛应用。“我们的设计基于石墨烯片，石墨烯片是只有一个原子厚的碳的二维晶体，” 中国计量大学的肖炳刚说。肖说: “传感器不仅灵敏度高，而且可以很容易地调节以检测不同的物质。”
<iframe src = "https://www.dailymotion.com/embed/video/ ku07b9XiCVTmIHugsNi" width = "100%" height = "363"></iframe>石墨烯出色的光学和电子特性使其对使用电磁波 (称为等离激元) 的传感器具有吸引力，这些电磁波响应于曝光而沿导电材料的表面传播。当感兴趣的物质靠近石墨烯表面时，可以通过测量传感器的折射率如何变化来检测物质。近年来，研究人员利用石墨烯的独特特性为一系列应用创建了传感器和材料。
与金和银等金属相比，石墨烯表现出更强的等离激元波，传播距离更长。可以通过施加极化电压而不是重新创建整个设备来改变石墨烯响应的波长。但是，以前的研究工作很少证明灵敏的石墨烯传感器可以使用检测细菌和生物分子所需的红外波长。对于新传感器，研究人员使用理论计算和模拟来设计纳米级石墨烯磁盘阵列，每个磁盘都包含一个偏心孔。
该传感器包括离子凝胶和硅层，可用于施加电压以调节石墨烯的特性以检测各种物质。磁盘及其孔之间的相互作用产生了所谓的等离子体激元杂交效应，从而增加了设备的灵敏度。孔和磁盘还会产生不同的波长峰值，每个峰值都可以用来同时检测不同物质的存在。研究人员使用中红外波长进行的模拟表明，与使用无孔圆盘相比，他们的新传感器平台对气体，液体或固体中存在的物质更敏感。
另请阅读:研究人员现在正在努力改进用于制造纳米级光盘阵列的工艺。制造这些结构的精度将极大地影响传感器的性能。肖说: “我们还想探索石墨烯等离激元杂交效应是否可以用于帮助双频中红外光通信设备的设计。”
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