Forskare från University of Illinois i Urbana-Champaign och företaget Dioxide Materials har visat att slumpmässigt staplade grafenflingor kan göra en effektiv kemisk sensor.

Forskarna skapade de enatoms tjocka kolgitterflingorna genom att placera bulkgrafit i en lösning och bombardera den med ultraljudsvågor som bröt av tunna ark. Forskarna filtrerade sedan lösningen för att producera en grafenfilm, består av ett slumpartat arrangemang av staplade flingor, som de använde som det översta lagret av en kemisk sensor. När grafenet exponerades för testkemikalier som förändrade filmens ytkemi, den efterföljande rörelsen av elektroner genom filmen producerade en elektrisk signal som flaggade förekomsten av kemikalien.

Forskarna experimenterade genom att justera volymen på den filtrerade lösningen för att göra tjockare eller tunnare filmer. De fann att tunna filmer av slumpmässigt staplade grafen på ett mer tillförlitligt sätt kunde upptäcka spårmängder av testkemikalier än tidigare designade sensorer gjorda av kolnanorör eller grafenkristaller.

Resultaten accepteras för publicering i AIP:s tidskrift Bokstäver i tillämpad fysik .

Forskarna teoretiserar att den förbättrade känsligheten beror på att defekter i kol-gitterstrukturen nära kanten av grafenflingorna gör att elektroner enkelt kan "hoppa" genom filmen.