中國計(jì)量學(xué)院的研究人員研究出一種新型傳感器，利用石墨烯的光電特性，可以同時(shí)檢測多種物質(zhì)，包括細(xì)菌和其他病原體。該設(shè)計(jì)基于二維石墨烯片，每片只有一個(gè)原子厚度。

通過理論計(jì)算和模擬，研究人員設(shè)計(jì)了一系列納米級石墨烯盤。他們在每個(gè)納米盤中引入了一個(gè)小圓形缺陷——一個(gè)偏心孔。當(dāng)光線照射到磁盤陣列時(shí)，磁盤與其孔之間的相互作用產(chǎn)生了等離子體雜交效應(yīng)，從而提高了設(shè)備的靈敏度。孔和盤產(chǎn)生不同的波長峰值，可以同時(shí)用于檢測不同物質(zhì)的存在。

石墨烯盤安裝在離子凝膠層和硅層之間，層用于向傳感器施加電壓，調(diào)整石墨烯的性質(zhì)以檢測各種物質(zhì)。

研究人員使用MIR波長進(jìn)行的模擬顯示，與僅由石墨烯盤組成的傳感器平臺相比，他們的新傳感器平臺對氣體，液體和固體中存在的物質(zhì)更敏感，沒有圓形缺陷。

研究人員正在努力改進(jìn)用于制造納米級磁盤陣列的過程。該團(tuán)隊(duì)稱，這些結(jié)構(gòu)的精確度可能會極大地影響傳感器的性能。

研究員Bing-Gang Xiao說：“我們還想探討石墨烯等離子體雜化效應(yīng)是否可用于輔助雙波段中紅外光通信設(shè)備的設(shè)計(jì)。”

由于其理想的性質(zhì)，各種研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用石墨烯為各種應(yīng)用創(chuàng)建傳感器和材料。然而，中國吉良團(tuán)隊(duì)表示，之前很少有研究工作證明敏感的石墨烯傳感器可以檢測細(xì)菌和生物分子所需的紅外波長。

除了改善食品安全外，新的傳感器設(shè)計(jì)還可用于檢測各種應(yīng)用中的氣體和化學(xué)品。其雙頻共振結(jié)構(gòu)特征可以支持多物質(zhì)檢測的發(fā)展。