Forskare vid University of Manchester och Karlsruhe Institute of Technology har visat en metod för att kemiskt modifiera små områden av grafen med hög precision, leder till extrem miniatyrisering av kemiska och biologiska sensorer.

Skriver in ACS tillämpade material och gränssnitt , forskare under ledning av Dr Aravind Vijayaraghavan har visat att det är möjligt att kombinera grafen med kemiska och biologiska molekyler och bilda mönster, som är 100-tals nanometer breda.

Grafen är världens första tvådimensionella material. Den är stark, transparent, flexibelt och världens mest ledande material. Varje atom i grafen är utsatt för sin miljö, låter den känna förändringar i sin omgivning.

Genom att använda teknik som liknar att skriva med en fjäderpenna eller reservoarpenna, forskarna kunde leverera kemiska droppar till ytan av grafen i mycket små volymer. För att uppnå sådana fina kemiska mönster, forskarna använde droppar av kemikalier mindre än 100 attoliter (10 ^-16 L) i volym.

Dessa tekniker är nyckeln till att möjliggöra grafensensorer som kan användas i verkliga tillämpningar; grafensensorer tillverkade på detta sätt har potential att användas i blodprov, minimera mängden blod som en patient måste ge.

Dr. Vijayaraghavan förklarar:"Två typer av "pennor" användes, en som doppas i det reaktiva "bläcket" som en fjäderpenna för att täcka spetsen, och den andra där bläcket fylls i en reservoar och rinner genom en kanal i spetsen, precis som i en reservoarpenna. En uppsättning av sådana mikropennor flyttas över grafenytan för att leverera de kemiska dropparna som reagerar med grafenen. Den första metoden är känd som Dip-Pen Nanolithography (DPN) och den senare är känd som Microchannel Cantilever Spotting (µCS)."

Dr Michael Hirtz, medutredare från Karlsruhe tillägger:"Genom att kemiskt modifiera grafenet i så små områden, vi kan utveckla kemiska och biologiska sensorer som bara kräver mycket små volymer vätska för att upptäcka olika beståndsdelar. Detta, kombinerat med den höga känsligheten hos grafensensorer, får oss att föreställa oss att vi i framtiden skulle kunna utföra ett fullständigt blodprov på en patient med bara en liten droppe blod, istället för en full spruta."