p Nos E.U.A., mais de 100 recalls de alimentos foram emitidos em 2017 devido à contaminação de bactérias nocivas, como Listeria , Salmonella ou E. coli . Um novo projeto de sensor poderá, um dia, tornar mais fácil detectar patógenos em alimentos antes que os produtos cheguem às prateleiras dos supermercados, evitando assim doenças às vezes mortais de alimentos contaminados. p No jornal Optical Materials Express , pesquisadores relatam um novo projeto para um sensor que pode detectar simultaneamente várias substâncias, incluindo bactérias perigosas e outros patógenos. Além da segurança alimentar, o novo projeto pode melhorar a detecção de gases e produtos químicos para uma ampla gama de outras aplicações.

p "Nosso design é baseado em folhas de grafeno, que são cristais bidimensionais de carbono com apenas um átomo de espessura, "disse o membro da equipe de pesquisa Bing-Gang Xiao, da China Jiliang University. "O sensor não é apenas altamente sensível, mas também pode ser facilmente ajustado para detectar diferentes substâncias."

p Sensoriamento com grafeno

p As excelentes propriedades ópticas e eletrônicas do grafeno o tornam atraente para sensores que usam ondas eletromagnéticas conhecidas como plasmons que se propagam ao longo da superfície de um material condutor em resposta à exposição à luz. Uma substância pode ser detectada medindo como o índice de refração do sensor muda quando uma substância de interesse está perto da superfície do grafeno.

p Os pesquisadores tiraram proveito das propriedades exclusivas do grafeno para criar sensores e materiais para uma variedade de aplicações nos últimos anos. Comparado a metais como ouro e prata, o grafeno exibe ondas de plasmon mais fortes com distâncias de propagação mais longas. Além disso, o comprimento de onda no qual o grafeno responde pode ser alterado aplicando uma voltagem de polarização em vez de recriar o dispositivo inteiro. Contudo, poucos esforços de pesquisa anteriores demonstraram sensores de grafeno sensíveis que funcionam com os comprimentos de onda infravermelhos necessários para detectar bactérias e biomoléculas.

p Para o novo sensor, os pesquisadores usaram cálculos teóricos e simulações para projetar uma série de discos de grafeno em nanoescala, cada um contendo um orifício fora do centro. O sensor inclui camadas de íon-gel e silício que podem ser usadas para aplicar uma voltagem para ajustar as propriedades do grafeno para a detecção de várias substâncias.

p A interação entre os discos e seus orifícios cria o que é conhecido como efeito de hibridização de plasmon, o que aumenta a sensibilidade do dispositivo. O buraco e o disco também criam picos de diferentes comprimentos de onda que podem ser usados ​​para detectar a presença de diferentes substâncias simultaneamente.

p Simulações realizadas pelos pesquisadores usando comprimentos de onda do infravermelho médio mostraram que sua nova plataforma de sensor seria mais sensível a substâncias presentes em gases, líquidos ou sólidos do que usar discos sem orifícios.

p Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar o processo que seria usado para fazer a matriz de discos em nanoescala. A precisão com que essas estruturas são fabricadas terá um grande impacto no desempenho do sensor.

p "Também queremos explorar se o efeito de hibridização de grafeno plasmon pode ser usado para auxiliar no projeto de dispositivos de comunicação óptica de infravermelho médio de banda dupla, "disse Xiao.