p Os pesquisadores descobriram uma técnica para controlar a sensibilidade dos sensores químicos de grafeno. p Os sensores, feitos de uma base isolante revestida com uma folha de grafeno - uma camada de carbono com a espessura de um átomo - já são tão sensíveis que podem detectar uma molécula individual de gás. Mas manipulando as propriedades químicas da camada isolante, sem alterar a camada de grafeno, pode ainda melhorar sua capacidade de detectar concentrações mínimas de vários gases.

p A descoberta "abrirá possibilidades inteiramente novas para modulação e controle da sensibilidade química desses sensores, sem comprometer as propriedades elétricas e estruturais intrínsecas do grafeno, "diz Amin Salehi-Khojin, professor assistente de engenharia mecânica e industrial na Universidade de Illinois em Chicago, e pesquisador principal do estudo. Ele e seus colegas de trabalho da UIC College of Engineering colaboraram com pesquisadores do Beckman Institute e do Micro and Nanotechnology Laboratory da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e de duas instituições na Coréia. Suas descobertas são relatadas no jornal Nano Letter , disponível online antes da publicação.

p Desde sua descoberta há quase 10 anos, grafeno - em folhas, ou enrolado em nanotubos - atraiu enorme interesse científico. Composto por uma única camada de átomos de carbono, o grafeno tem potencial para uso em centenas de aplicações de alta tecnologia. Sua estrutura 2-D, expondo todo o seu volume, o torna atraente como um detector de gás altamente sensível.

p A equipe de Salehi-Khojin, e outros, descobriram anteriormente que os sensores químicos de grafeno dependiam de uma falha estrutural em torno de um átomo de carbono para sua sensibilidade. Eles se propuseram a mostrar que sensores de grafeno "prístinos" - feitos de grafeno perfeitamente perfeito - não funcionariam. Mas quando eles testaram esses sensores, eles descobriram que ainda eram sensíveis a traços de moléculas de gás.

p "Este foi um resultado muito surpreendente, "Salehi-Khojin disse.

p Os pesquisadores testaram o sensor camada por camada. Eles descobriram que o grafeno puro é insensível, como eles haviam previsto.

p Em seguida, eles começaram a remover todas as falhas, ou sites reativos chamados ligações pendentes, da camada isolante. Quando uma camada isolante pura foi testada com grafeno puro, novamente não houve sensibilidade.

p "Mas quando ligações pendentes foram adicionadas de volta à camada isolante, observamos uma resposta, "disse Bijandra Kumar, um associado de pesquisa de pós-doutorado na UIC e primeiro autor do Nano Letter estude.

p "Poderíamos agora dizer que o grafeno em si é insensível, a menos que tenha defeitos - defeitos internos na superfície do grafeno, ou defeitos externos na superfície do substrato, "disse o estudante de graduação da UIC Poya Yasaei.

p A descoberta abre um novo "espaço de design, "Salehi-Khojin disse. O controle de defeitos externos nos substratos de suporte permitirá que os chemFETs de grafeno sejam projetados para serem úteis em uma ampla variedade de aplicações.