Scienziati dell'Università di Manchester e del Karlsruhe Institute of Technology hanno dimostrato un metodo per modificare chimicamente piccole regioni di grafene con alta precisione, portando a un'estrema miniaturizzazione dei sensori chimici e biologici.

Scrivendo in Materiali e interfacce applicati ACS , i ricercatori guidati dal Dr. Aravind Vijayaraghavan hanno dimostrato che è possibile combinare il grafene con molecole chimiche e biologiche e formare modelli, che sono larghe centinaia di nanometri.

Il grafene è il primo materiale bidimensionale al mondo. è forte, trasparente, flessibile e il materiale più conduttivo al mondo. Ogni atomo di grafene è esposto al suo ambiente, permettendogli di percepire i cambiamenti nell'ambiente circostante.

Utilizzando una tecnologia che ricorda la scrittura con una penna d'oca o una penna stilografica, gli scienziati sono stati in grado di rilasciare goccioline chimiche sulla superficie del grafene in volumi molto piccoli. Per ottenere modelli chimici così fini, i ricercatori hanno utilizzato goccioline di sostanze chimiche inferiori a 100 attolitri (10 ^-16 L) in volume.

Queste tecniche sono fondamentali per abilitare i sensori di grafene che possono essere utilizzati nelle applicazioni del mondo reale; i sensori di grafene fabbricati in questo modo hanno il potenziale per essere utilizzati negli esami del sangue, riducendo al minimo la quantità di sangue che un paziente è tenuto a somministrare.

Il Dr. Vijayaraghavan spiega:"Sono stati utilizzati due tipi di 'penne', uno che è immerso nell'inchiostro reattivo come una penna per coprire il pennino, e l'altro in cui l'inchiostro viene riempito in un serbatoio e scorre attraverso un canale nel pennino, proprio come in una penna stilografica. Una serie di tali micro-penne viene spostata sulla superficie del grafene per rilasciare le goccioline chimiche che reagiscono con il grafene. Il primo metodo è noto come Dip-Pen Nanolithography (DPN) e il secondo è noto come Microchannel Cantilever Spotting (µCS)."

Dott. Michael Hirtz, il co-investigatore di Karlsruhe aggiunge:"Modificando chimicamente il grafene in regioni così piccole, possiamo sviluppare sensori chimici e biologici che richiedono solo volumi molto piccoli di fluido per rilevare vari costituenti. Questo, combinato con l'elevata sensibilità dei sensori al grafene, ci porta a immaginare che in futuro potremmo eseguire un esame del sangue completo su un paziente con solo una minuscola goccia di sangue, invece di una siringa piena."