Des scientifiques de l'Université de Manchester et de l'Institut de technologie de Karlsruhe ont démontré une méthode pour modifier chimiquement de petites régions de graphène avec une grande précision, conduisant à une miniaturisation extrême des capteurs chimiques et biologiques.

Écrire dans Matériaux et interfaces appliqués ACS , des chercheurs dirigés par le Dr Aravind Vijayaraghavan ont montré qu'il est possible de combiner le graphène avec des molécules chimiques et biologiques et de former des motifs, qui sont des centaines de nanomètres de large.

Le graphène est le premier matériau bidimensionnel au monde. C'est fort, transparent, matériau flexible et le plus conducteur au monde. Chaque atome du graphène est exposé à son environnement, lui permettant de percevoir les changements dans son environnement.

En utilisant une technologie qui ressemble à l'écriture avec une plume ou un stylo-plume, les scientifiques ont pu envoyer des gouttelettes chimiques à la surface du graphène en très petits volumes. Afin d'obtenir des motifs chimiques aussi fins, les chercheurs ont utilisé des gouttelettes de produits chimiques de moins de 100 attolitres (10 ^-16 L) en volume.

Ces techniques sont essentielles pour activer les capteurs de graphène qui peuvent être utilisés dans des applications réelles ; les capteurs de graphène fabriqués de cette manière ont le potentiel d'être utilisés dans des tests sanguins, minimiser la quantité de sang qu'un patient doit donner.

Le Dr Vijayaraghavan explique :« Deux types de « stylos » ont été utilisés, un qui est plongé dans « l'encre » réactive comme une plume pour couvrir la plume, et l'autre où l'encre est versée dans un réservoir et s'écoule à travers un canal dans la plume, comme dans un stylo plume. Un réseau de ces micro-stylos est déplacé sur la surface du graphène pour délivrer les gouttelettes chimiques qui réagissent avec le graphène. La première méthode est connue sous le nom de Dip-Pen Nanolithography (DPN) et la dernière est connue sous le nom de Microchannel Cantilever Spotting (µCS)."

Dr Michael Hirtz, co-investigateur de Karlsruhe ajoute :« En modifiant chimiquement le graphène dans de si petites régions, nous pouvons développer des capteurs chimiques et biologiques qui ne nécessitent que de très petits volumes de fluide pour détecter divers constituants. Cette, combinée à la haute sensibilité des capteurs au graphène, nous amène à imaginer qu'à l'avenir, nous pourrions effectuer un test sanguin complet sur un patient avec une seule petite goutte de sang, au lieu d'une seringue pleine."