Учёные из Университета Манчестера создали сенсоры, способные обнаруживать отдельные молекулы опасных газов, на основе самого тонкого материала в мире.

Три года назад Константин Новосёлов и Андрей Гейм из Манчестерского Университета впервые смогли получить графен – однослойный лист из атомов углерода. Этот новый материал сразу стал одной из наиболее быстро развивающихся областей материаловедения и физики твёрдого тела.

Теперь исследователи обнаружили, что графен чрезвычайно чувствителен к присутствию малейших количеств таких газов, как пары этанола или токсичный моноксид углерода. Когда молекула газа садится на лист графена, она принимает от него или отдаёт ему электроны. Это приводит к изменению электропроводности материала, которое можно легко детектировать.

В экспериментах учёные могли зафиксировать индивидуальные события адсорбции молекул газа-аналита на графеновом сенсоре. По словам Новосёлова, этот уровень чувствительности в миллионы раз превосходит все сегодняшние детекторы газов.

Коммерцализация новой технологии представляется довольно простой – методы эпитаксиального выращивания графена хорошо развиты и уже используются в лабораториях по всему миру. Однако, для того, чтобы сделать такие сенсоры чувствительными только к определённым газам, необходимы дальнейшие исследования.

В нынешнем виде метод не пригоден к тому, чтобы, например, определять наличие воспламеняющихся веществ в багаже пассажиров в аэропорту. Такие факторы, как влажность воздуха, будут давать ложный сигнал, маскирующий основной. Однако, в точности та же проблема стояла перед разработчиками всех современных детекторов газов, и использование различных схем детектирования, фильтров и анализов температурного поведения позволяет обойти это препятствие. Авторы этого исследования не видят каких-либо причин, которые могли бы сделать это невозможным для графеновых детекторов.

Помимо манчестерских учёных, среди авторов работы также есть исследователи из Института Проблем Микроэлектронной Технологии и Особочистых Материалов, а также голландские учёные.

Василий Артюхов