Il grafene è un materiale meraviglioso moderno che possiede proprietà uniche di resistenza, flessibilità e conduttività pur essendo abbondanti e notevolmente economici da produrre, prestandolo a una moltitudine di applicazioni utili, particolarmente vero quando questi fogli di carbonio dello spessore di un atomo 2-D sono divisi in strisce strette note come Graphene Nanoribbons (GNR).

Nuova ricerca pubblicata su EPJ Plus , scritto da Kristians Cernevics, Michele Pizzochero, e Oleg V. Yazyev, Ecole Polytechnique Federale di Losanna (EPFL), Losanna, Svizzera, mira a comprendere meglio le proprietà di trasporto degli elettroni dei GNR e come sono influenzati dal legame con gli aromatici. Questo è un passo fondamentale nella progettazione di tecnologie come i chemiosensori.

"I nanonastri di grafene, strisce di grafene larghe solo pochi nanometri, sono una nuova ed entusiasmante classe di nanostrutture che sono emerse come potenziali elementi costitutivi per un'ampia varietà di applicazioni tecnologiche, " dice Cernevic.

Il team ha svolto la propria indagine con le due forme di GNR, poltrona e zigzag, che sono classificati dalla forma dei bordi del materiale. Queste proprietà sono create principalmente dal processo utilizzato per sintetizzarle. In aggiunta a questo, il team dell'EPFL ha sperimentato gruppi p-polifenile e poliacenico di lunghezza crescente.

"Abbiamo utilizzato simulazioni al computer avanzate per scoprire come la conduttività elettrica dei nanonastri di grafene è influenzata dalla funzionalizzazione chimica con molecole organiche ospiti che consistono in catene composte da un numero crescente di anelli aromatici, "dice Cernevics.

Il team ha scoperto che la conduttanza a energie corrispondenti ai livelli di energia della corrispondente molecola isolata è stata ridotta di un quanto, o lasciato inalterato a seconda che il numero di anelli aromatici posseduti dalla molecola legata fosse dispari o pari. Lo studio mostra che questo "effetto pari-dispari" ha origine da una sottile interazione tra gli stati elettronici della molecola ospite localizzata spazialmente sui siti di legame e quelli del nanonastro ospite.

"I nostri risultati dimostrano che l'interazione delle molecole organiche ospiti con il nanonastro di grafene ospite può essere sfruttata per rilevare l'"impronta digitale" della molecola aromatica ospite, e inoltre offrono una solida base teorica per comprendere questo effetto, Cernevics conclude:"Nel complesso, il nostro lavoro promuove la validità dei nanonastri di grafene come candidati promettenti per i dispositivi chemosensing di prossima generazione".

Questi sensori potenzialmente indossabili o impiantabili faranno molto affidamento sui GRB a causa delle loro proprietà elettriche e potrebbero guidare una rivoluzione sanitaria personalizzata tracciando specifici biomarcatori nei pazienti.