一氧化氮(NO)氣體一方面是有害氣體，另一方面卻是重要的生物功能信息傳遞分子。及時(shí)監(jiān)測(cè)呼出氣體的NO濃度變化，可對(duì)哮喘等肺部疾病的發(fā)作提前預(yù)警。然而，目前NO呼吸氣體測(cè)試儀器體積偏大、價(jià)格昂貴，而且大都集中在大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)，無法在更大范圍內(nèi)推廣使用。
中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所器件部劉立偉課題組李偉偉等與中科院物理所科研人員合作，在制作基于石墨烯的高靈敏一氧化氮?dú)怏w傳感器方面取得進(jìn)展。研究人員以微納加工圖形化的石墨烯為電極，利用交流電泳技術(shù)制作金屬納米顆粒修飾還原的氧化石墨烯傳感通道。氣體分子的作用降低了石墨烯與金屬顆粒之間Schottky勢(shì)壘的厚度，實(shí)現(xiàn)了1 ppb(10億分之一)至1 ppm(100萬分之一)的高靈敏探測(cè)性能，對(duì)于低功耗、室溫NO高靈敏呼吸和環(huán)境探測(cè)具有潛在應(yīng)用價(jià)值。器件制作示意圖和性能測(cè)試如圖所示。
該項(xiàng)工作成果已經(jīng)發(fā)表在ACS Nano(2011, 5 (9), pp 6955–6961)上。
石墨烯(Graphene)是由單層碳原子構(gòu)成蜜蜂窩形式的二維納米結(jié)構(gòu)，具有大的比表面積和良好的載流子傳導(dǎo)性能，預(yù)期在高靈敏、低功耗室溫生物化學(xué)傳感器方面將得到廣泛應(yīng)用。然而，由于傳感物質(zhì)與石墨烯之間的吸附、電荷轉(zhuǎn)移和脫附等相互作用，器件的有效制作方法和性能優(yōu)化等方面還有大量工作需要探索。
該項(xiàng)研究得到了國(guó)家基金委、科技部、蘇州市科技發(fā)展計(jì)劃的資助，并得到蘇州納米所加工和測(cè)試平臺(tái)的技術(shù)支持。
