新型石墨烯传感器可检测纳米分子

据报道，由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)与西班牙光子科学院(Institute of Photonic Sciences)共同组成的一支研究团队，最近利用石墨烯改善了分子检测的红外线吸收光谱。研究人员们发现，石墨烯能够聚光于特定焦点上，从而准确地 “听”到纳米级分子的振动。

欧洲研究人员最近开发出一种以石墨烯制造的感测器，可用于检测诸如蛋白质与药物的分子。这种感测器具有高敏感度且可加以配置，从而将石墨烯的独特电气与光学性能导入实际的应用中。

传统上，这种方法主要利用光激发分子，依据各自性质产生不同的振动，同时创造出一种能以反射光读取的独特标识。但这种方法并不适用于纳米级分子，因为纳米分子通常比用于检测分子的6微米红外光子波长明显更小。

根据EPFL介绍，“当光线到达时，石墨烯纳米结构中的电子开始振荡。这种现象被称为‘局部表面等离子共振’，从而将光线集中于微小的焦点，其大小约相当于目标分子的尺寸，因而能够用于检测纳米结构。”针对这种感测器的潜在应用范围从侦测气体外泄、检测有毒与易爆气体、测量并检测DNA与蛋白质以及水中污染物。

透过施加各种电压大小，可将石墨烯调谐成不同的频率——这是采用现有感测器不可能实现的任务。此外，透过评估不同振动之间的细微差别过程，还可展现以分子方式连接原子的键合特性。

当石墨烯的电子以不同方式振荡时，它能够“读取”附着在表面上的所有分子振动。“我们在附着于石墨烯的蛋白质上测试这种方法。它让我们对于这种分子的瞭解更完整，”EPFL生物纳米光电系统(BIOS)实验室发教授Hatice Altug说。