grafene monostrato, uno spesso strato atomico di carbonio, ha trovato immense applicazioni in diversi campi, tra cui sensori chimici e rilevamento elettronico di eventi di adsorbimento di singole molecole. Perciò, il monitoraggio dei cambiamenti indotti dalla molecola fisisorbita della risposta elettrica del grafene è diventato onnipresente nei sensori basati sul grafene. La sintonizzazione del campo elettrico dell'interazione molecola fisisorbita-grafene si traduce in un maggiore rilevamento del gas grazie all'esclusivo trasferimento di carica dipendente dal campo elettrico tra il gas adsorbito e il grafene. L'identificazione molecolare nei sensori di grafene è stata prevista sulla base di questo esclusivo trasferimento di carica elettricamente sintonizzabile, che è una firma per diverse molecole adsorbite.

Tuttavia, per ottenere funzionalità di identificazione molecolare nei sensori di grafene, si desidera una comprensione degli eventi di adsorbimento/desorbimento del gas e della ritenzione dell'interazione molecola di grafene-gas dopo l'interruzione del campo elettrico. Fino ad ora, le interazioni di legame molecola-gas grafene sono state considerate randomizzate dall'energia termica dell'ambiente dopo che il campo elettrico è stato spento, il che non sorprende poiché queste interazioni sono legami di van der Waals (vdW) e quindi intrinsecamente deboli. Tuttavia, questa presunta randomizzazione termica del legame vdW della molecola di grafene-gas non è stata verificata sperimentalmente e rappresenta un grave inconveniente verso l'identificazione molecolare basata sul trasferimento di carica elettricamente sintonizzabile nei sensori di gas di grafene.

Per chiarire la ritenzione di legame delle molecole di gas adsorbite sul grafene con e senza sintonizzazione del campo elettrico, Osazuwa Gabriel Agbonlahor (attuale dottorando), Tomonori Imamura (studente laureato magistrale), Dott. Manoharan Murugananthan (docente senior), e il professor Hiroshi Mizuta del Mizuta Laboratory presso il Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hanno monitorato il decadimento dell'interazione vdW dipendente dal tempo della CO assorbita ₂ molecole sul grafene a diversi campi elettrici. Utilizzando il campo elettrico per regolare l'interazione tra il gas adsorbito e il grafene, il trasferimento di carica tra la CO . adsorbita ₂ molecole e grafene sono stati monitorati mentre il campo elettrico di sintonia era acceso e dopo che era stato spento. Sorprendentemente, le interazioni di van der Waals molecola di grafene-gas sono state mantenute ore dopo che il campo elettrico è stato spento, dimostrando sia il trasferimento di carica che la ritenzione di diffusione del vettore caratteristica dell'ampiezza e della direzione del campo elettrico precedentemente applicato, ovvero la CO assorbita ₂ le molecole hanno dimostrato una "memoria di legame vdW".

A causa di questo legame di memoria, le proprietà di trasferimento di carica e di dispersione delle molecole di gas adsorbite sul grafene possono essere studiate ore dopo che il campo elettrico è stato disattivato, il che è fondamentale per identificare le molecole adsorbite in base alla loro caratteristica risposta di trasferimento di carica a un campo elettrico applicato. Per di più, il lungo tempo di ritenzione del legame (oltre 2 ore) di queste molecole adsorbite elettricamente sintonizzate, distingue i sensori basati sul grafene come piattaforme per lo sviluppo di sensori "intelligenti" adatti per applicazioni "oltre il rilevamento" in dispositivi di memoria e interruttori conformazionali.