Печатный химический наносенсор NASA: 3D-печатный графеновый сенсор для быстрого обнаружения

Научный центр полетов Годдард NASA разработал печатный наносенсор и выводы с использованием технологий 3D-печати на кремниевой дочерней плате, которая может быть подключена к самодостаточной предварительно усилительной печатной плате (PCB). Сенсор содержит графеновый сенсорный массив (печатанный CNT или MoS2 также могли бы работать) и PCB с предварительным усилительным контуром, подключенным к дочерней плате с механическими зажимами и проводной пайкой. Размеры сенсора обычно от микрон до сотен микрон. Это инновация повышает чувствительность газовых сенсоров, позволяя обнаруживать концентрации на уровне частей на миллиард (и, возможно, отдельные молекулы).

Сенсоры используют полевые транзисторы на основе двухмерных материалов для чувствования поверхностного потенциала графенового канала, экспонированного аналиту. Когда молекулы аналита адсорбируются на поверхность сенсора, они действуют как доноры или акцепторы электронов, индуцируя локальное изменение электрического сопротивления в графене. Этот эффект очень выражен в 2D-материалах из-за высокой площади поверхности, высокой электрической проводимости (в случае графена) и неврожденного низкого шума, что делает возможным обнаружение изменений сопротивления.

Разные газы имеют разные эффекты на удельное сопротивление. Селективность среди целевых газов может быть улучшена дальше через функционализацию 2D-материалов. Сенсоры микрофабрикуются на подходящем субстрате в виде массивов. Разные сенсоры на массиве могут иметь разные функциональные группы, нацеленные на разные аналиты.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Консьержем по лицензированию NASA по адресу Agency-Patent-Licensing@mail.nasa.gov или позвоните по телефону 202-358-7432 для начала лицензионных переговоров.