I ricercatori dell'Università di Uppsala e in Brasile hanno sviluppato un nuovo tipo di nanosensore in grado di rilevare singole molecole. Il nanosensore, composto da una combinazione di due materiali diversi, è stato utilizzato per identificare i diversi elementi costitutivi del DNA.

La cosa veramente rivoluzionaria di questo studio è che è riuscito a combinare grafene, che è elettricamente conduttivo, e nitruro di boro, che è isolante, nello stesso materiale bidimensionale. In precedenza, queste due sostanze sono state utilizzate solo separatamente nel tentativo di rilevare le molecole.

La rilevazione delle singole molecole è di grande importanza in medicina e sanità, ma i metodi attualmente disponibili sono generalmente troppo complicati e costosi per essere ampiamente utilizzati.

Lo studio ha applicato il nanosensore per rilevare i quattro nucleotidi naturali, quali sono gli elementi costitutivi del DNA, e così ha scoperto un nuovo modo rapido ed economico per sequenziare il DNA misurando una corrente elettrica.

Nelle simulazioni al computer, un piccolo buco, chiamato nanoporo, è stato creato all'interfaccia tra le due sostanze, e una piccola catena di materiale elettricamente conduttivo così formata tra il nanoporo e il nitruro di boro isolante. Quando le molecole si muovono attraverso il nanoporo, il potenziale elettrico della catena viene modulato e quindi la conducibilità del materiale ne risente. Misurando la corrente elettrica nel materiale, le molecole possono essere identificate attraverso il loro caratteristico momento di dipolo.

Lo studio ha incluso anche acido fluoridrico, una piccola molecola con un grande momento di dipolo elettrico, che è un sistema modello ideale per comprendere meglio come il nanosensore può rilevare le molecole più grandi e complesse.

"Le simulazioni al computer sono state effettuate nel vuoto, e le molecole sono state fissate rispetto alla catena di carbonio e al nanoporo. Negli studi futuri, vogliamo esaminare gli aspetti dinamici del sistema. sarà emozionante, Per esempio, per vedere come reagiscono i sensori all'acqua", dice Ralph Scheicher, Professore Associato di Teoria dei Materiali presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia.