Il grafene e i materiali correlati promettono il futuro dei sensori elettrochimici:rilevatori che misurano la concentrazione di ossigeno, gas tossici, e altre sostanze, ma molte applicazioni richiedono una maggiore sensibilità a intervalli di rilevamento inferiori rispetto a quelli che gli scienziati sono stati in grado di ottenere.
Un team di ricerca della Northwestern University e partner in India hanno recentemente sviluppato un nuovo metodo per amplificare i segnali nei sensori elettrochimici a base di ossido di grafene attraverso un processo chiamato "saggio immunologico magneto-elettrochimico". I risultati potrebbero aprire una nuova classe di tecnologie con applicazioni in medicina, chimica, e ingegneria.
Ricercatori della McCormick School of Engineering and Applied Science della Northwestern, il Northwestern International Institute for Nanotechnology (IIN), il Centro Sperimentale di Caratterizzazione Atomica e Nanoscala della Northwestern University (NUANCE), e l'Istituto per la tecnologia microbica (IMTECH)-India, un laboratorio nazionale dell'India, contribuito alla ricerca.
Un documento sul lavoro, "Miglioramento del rilevamento elettrochimico su elettrodi nanostrutturati di ossido di grafene-CNT utilizzando magneto-nanobiosonde, " è stato pubblicato il 19 novembre in Rapporti scientifici sulla natura .
I film nanocompositi a base di grafene sono stati recentemente utilizzati come un'efficace piattaforma di rilevamento per lo sviluppo di sensori e biosensori elettrochimici a causa delle loro caratteristiche uniche di facile modifica della superficie e dell'elevata mobilità di carica.
Il nuovo concetto dei ricercatori combina i vantaggi dei nanotubi di carbonio e della riduzione dell'ossido di grafene insieme all'esplosione elettrochimica di nanoparticelle magnetiche d'oro in un gran numero di ioni metallici.
L'elevata sensibilità è stata ottenuta progettando con precisione il nanoibrido e correlando gli ioni metallici disponibili con la concentrazione dell'analita. I ricercatori hanno utilizzato minuscole particelle magnetiche incapsulate in un rivestimento inerte di biossido di silicio per realizzare nanostrutture core-shell con proprietà magnetiche favorevoli del ferro metallico, impedendo loro l'ossidazione o una significativa degradazione. Sono stati poi rivestiti d'oro a causa della sua inerzia chimica e biocompatibilità.
Questa nuova piattaforma di rilevamento immunitario mostra il potenziale per uno screening rapido e sensibile di inquinanti ambientali o tossine nei campioni. I ricercatori hanno riportato l'altissima sensibilità di questo metodo per una nuova generazione di erbicida diuron e suoi analoghi fino alla concentrazione sub-picomolare in campioni di acqua standard. Il processo si è anche dimostrato efficiente ed economico:decine di migliaia di elettrodi serigrafati possono essere prodotti abbastanza facilmente a basso costo per tale analisi ibrida.
