p Cientistas da Universidade de Southampton, em parceria com o Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST), desenvolveram um sensor e um interruptor baseados em grafeno que podem detectar poluição atmosférica nociva em casa com consumo de energia muito baixo. p O sensor detecta moléculas individuais de CO2 e moléculas de gás de compostos orgânicos voláteis (VOC) encontrados em materiais de construção e interiores, móveis e até mesmo utensílios domésticos, que afetam negativamente nossa vida em casas modernas com bom isolamento.

p Esses gases químicos prejudiciais têm baixas concentrações de níveis de ppb (partes por bilhão) e são extremamente difíceis de detectar com a atual tecnologia de sensor ambiental, que só pode detectar concentrações de partes por milhão (ppm).

p Nos últimos anos, tem havido um aumento nos problemas de saúde devido à poluição do ar nos espaços de convivência, conhecido como síndrome do edifício doente (SBS), junto com outras condições, como carro doente e síndromes escolares doentes.

p O grupo de pesquisa, liderado pelo professor Hiroshi Mizuta, que tem um cargo conjunto na Universidade de Southampton e JAIST, e o Dr. Jian Sun e o Professor Assistente Manoharan Muruganathan do JAIST, desenvolveu o sensor para detectar moléculas individuais de CO2 adsorvidas (a ligação das moléculas de um gás a uma superfície) no grafeno suspenso (folha atômica única de átomos de carbono dispostos em uma estrutura de rede de cristal hexagonal semelhante a um favo de mel), uma por uma, aplicando um eletrodo elétrico campo em toda a estrutura.

p Ao monitorar a resistência elétrica do feixe de grafeno, os processos de adsorção e dessorção (através da qual uma substância é liberada de ou através de uma superfície) de moléculas individuais de CO2 no grafeno foram detectados como mudanças 'quantizadas' na resistência (aumento ou diminuição gradual da resistência). No estudo, publicado hoje em Avanços da Ciência , o jornal da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS), um pequeno volume de gás CO2 (equivalente a uma concentração de aproximadamente 30 ppb) foi liberado e o tempo de detecção foi de apenas alguns minutos.

p O professor Mizuta disse:"Em contraste com as ferramentas de monitoramento ambiental disponíveis no mercado, esta tecnologia de detecção extrema nos permite realizar uma miniaturização significativa, resultando em redução de peso e custo, além da notável melhora no limite de detecção dos níveis de ppm para os níveis de ppb. "

p Membros do grupo de pesquisa, Dr. Harold Chong de Southampton e Dr. Marek Schmidt e Dr. Jian Sun de JAIST, também desenvolveram recentemente interruptores baseados em grafeno (publicado na edição de março da Nanoescala , jornal da Royal Society of Chemistry) usando um filme fino desenvolvido exclusivamente na Universidade de Southampton.

p Os interruptores, que requerem tensões extremamente baixas (abaixo de três volts), pode ser usado para alimentar componentes eletrônicos sob demanda, melhorando significativamente a vida útil da bateria de dispositivos eletrônicos pessoais.

p O professor Mizuta e o grupo de pesquisa agora têm como objetivo reunir as duas tecnologias para criar sistemas de sensores ambientais de ultra-baixa energia que podem detectar moléculas individuais.