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NASAの印刷可能化学ナノセンサー:3Dプリント・グラフェンベースで迅速検知

NASAゴダード宇宙飛行センターは、シリコン娘板上で3Dプリント技術を用いて印刷可能なナノセンサーとリードを開発しました。これは自己完結型プリアンプ印刷回路基板(PCB)に接続可能です。センサーはグラフェンセンサーアレイ(印刷されたCNTやMoS₂も機能)と、娘板に機械クリップとワイヤーボンディングで接続されたプリアンプ回路付きPCBで構成されます。センサー寸法は通常マイクロメートルから数百マイクロメートル。この革新によりガスセンサーの感度が向上し、ppbレベルの濃度(および単一分子の可能性)の検出が可能になります。

センサーは二次元材料ベースの電界効果トランジスタを使用し、アナライトに曝露されたグラフェンチャネルの表面電位を検知します。アナライト分子がセンサー表面に吸着すると、電子供与体または受容体として働き、グラフェンの局所的な電気抵抗変化を誘発します。この効果は、高表面積、高電気伝導度(グラフェンの場合)、固有の低ノイズにより2D材料で特に顕著であり、抵抗変化の検出を可能にします。

異なるガスは抵抗率に異なる影響を与えます。2D材料の官能基化により、標的ガス間の選択性をさらに向上できます。センサーは適切な基板上にアレイとしてマイクロ製造されます。アレイ上の異なるセンサーに異なる官能基を持たせ、異なるアナライトを標的とできます。

NASAはこの技術の商業化を目指すライセンシーを積極的に募集しています。詳細については、NASAライセンシングコンシェルジュ(Agency-Patent-Licensing@mail.nasa.gov)までご連絡いただくか、202-358-7432にお電話ください。

センサー

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