Le graphène et les matériaux associés sont prometteurs pour l'avenir des capteurs électrochimiques, des détecteurs qui mesurent la concentration d'oxygène, gaz toxiques, et d'autres substances, mais de nombreuses applications nécessitent une sensibilité supérieure à des plages de détection inférieures à celles que les scientifiques ont pu atteindre.
Une équipe de recherche et des partenaires de la Northwestern University en Inde ont récemment développé une nouvelle méthode d'amplification des signaux dans des capteurs électrochimiques à base d'oxyde de graphène grâce à un processus appelé « immunodosage magnéto-électrochimique ». Les résultats pourraient ouvrir une nouvelle classe de technologies avec des applications en médecine, chimie, et ingénierie.
Des chercheurs de la McCormick School of Engineering and Applied Science de Northwestern, le Northwestern International Institute for Nanotechnology (IIN), le Northwestern University Atomic and Nanoscale Characterization Experimental (NUANCE) Center, et l'Institut de technologie microbienne (IMTECH)-Inde, un laboratoire national de l'Inde, contribué à la recherche.
Un article sur le travail, "Amélioration de la détection électrochimique sur des électrodes nanostructurées en oxyde de graphène-CNT à l'aide de magnéto-nanobiosondes, " a été publié le 19 novembre dans Rapports scientifiques sur la nature .
Les films nanocomposites à base de graphène ont récemment été utilisés comme plate-forme de détection efficace pour le développement de capteurs électrochimiques et de biocapteurs en raison de leurs caractéristiques uniques de modification de surface facile et de leur mobilité de charge élevée.
Le nouveau concept des chercheurs combine les avantages des nanotubes de carbone et de l'oxyde de graphène réduit avec l'éclatement électrochimique de nanoparticules d'or magnétiques en un grand nombre d'ions métalliques.
Une sensibilité élevée a été obtenue en concevant avec précision le nanohybride et en corrélant les ions métalliques disponibles avec la concentration en analyte. Les chercheurs ont utilisé de minuscules particules magnétiques encapsulées dans un revêtement inerte de dioxyde de silicium pour fabriquer des nanostructures noyau-coque dotées des propriétés magnétiques favorables du fer métallique tout en les empêchant de s'oxyder ou de se dégrader de manière significative. Ils ont ensuite été recouverts d'or en raison de son inertie chimique et de sa biocompatibilité.
Cette nouvelle plate-forme de détection immunitaire montre un potentiel de dépistage rapide et sensible des polluants environnementaux ou des toxines dans les échantillons. Les chercheurs ont signalé la sensibilité ultra-élevée de cette méthode pour une nouvelle génération d'herbicide diuron et ses analogues jusqu'à une concentration sous-picomolaire dans des échantillons d'eau standard. Le processus s'est également avéré efficace et rentable :des dizaines de milliers d'électrodes sérigraphiées peuvent être fabriquées assez facilement à faible coût pour un tel dosage hybride.
