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Biosensori a infrarossi in grafene

La biosensoristica è ampiamente utilizzata in ambiti quali medicina, biologia, scienze dei materiali, chimica e molti altri settori. Utilizzando il grafene, i ricercatori finanziati dall’UE hanno prodotto avanzamenti in quanto a funzionalità e prestazioni dei biosensori a infrarossi.
Biosensori a infrarossi in grafene
Questi sono particolarmente utili per la ricerca, giacché le informazioni chimiche vengono ottenute in modo non distruttivo, in completa assenza di marcatura. L’iniziativa GRYPHON (Tunable graphene nanostructures for plasmon-enhanced infrared spectroscopy) ha utilizzato il grafene per migliorare le prestazioni della spettroscopia a infrarossi.

Secondo una recente scoperta, il grafene è bidimensionale e la sua struttura vanta un reticolo esagonale a nido d’ape, costituito da un singolo strato di atomi di carbonio. I ricercatori hanno impiegato diverse tecniche per la creazione di biosensori in grafene, tra cui la simulazione elettromagnetica e la nanofabbricazione di nanostrutture plasmoniche in grafene.

In primo luogo, è stato prodotto il biosensore in grafene a infrarossi mediante la deposizione chimica da fase di vapore, una tecnica che permette la produzione di grafene su larga scala, e a basso costo. Attraverso dei segnali vibrazionali, questo sensore è stato in grado di rilevare le molecole proteiche, mentre la possibilità di regolazione del grafene ha esteso la gamma spettrale del sensore. I confronti con la tecnologia metallica allo stato dell’arte hanno rivelato una maggior sensibilità e selettività spettrale dei plasmoni relativi al grafene.

È interessante il fatto che questa versione preliminare del sensore dimostri già prestazioni superiori rispetto allo standard attuale. Un altro vantaggio riguarda la possibilità di regolazione elettrostatica in relazione alla conducibilità del grafene.

I risultati dello studio GRYPHON dovrebbero facilitare la ricerca in ambito di biologia, scienze dei materiali e chimica. La commercializzazione di biosensori in grafene comporterebbe un impatto significativo in diversi settori industriali, tra cui diagnostica clinica, sicurezza alimentare, medicina legale e monitoraggio ambientale.

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Keywords

Biosensori in grafene, scienza dei materiali, GRYPHON, spettroscopia a infrarossi, deposizione chimica da fase di vapore