Afdrukbare chemische nanosensor

NASA Goddard Space Flight Center heeft een printbare nanosensor en leads ontwikkeld met behulp van 3D-printtechnieken op een siliconen dochterbord dat kan worden aangesloten op een op zichzelf staande pre-amp printed circuit board (PCB). De sensor bevat een grafeen-sensorarray (een gedrukte CNT of MoS2 zou ook kunnen werken) en een PCB met een voorversterkercircuit dat met mechanische clips op het dochterbord is aangesloten en aan elkaar is bevestigd. De sensorafmetingen zijn typisch van microns tot honderden microns. Deze innovatie verhoogt de gevoeligheid van gassensoren, waardoor ppb-concentraties (en mogelijk afzonderlijke moleculen) kunnen worden gedetecteerd.

De sensoren gebruiken veldeffecttransistoren op basis van tweedimensionale materialen om de oppervlaktepotentiaal van een grafeenkanaal dat wordt blootgesteld aan een analyt te detecteren. Wanneer analytmoleculen op het sensoroppervlak adsorberen, fungeren ze als elektronendonoren of -acceptoren, waardoor een lokale verandering in elektrische weerstand in grafeen wordt veroorzaakt. Dit effect is zeer uitgesproken in 2D-materialen vanwege het grote oppervlak, de hoge elektrische geleidbaarheid (in het geval van grafeen) en de inherente lage ruis, waardoor het mogelijk is om de veranderingen in weerstand te detecteren.

Verschillende gassen hebben verschillende effecten op de soortelijke weerstand. De selectiviteit tussen doelgassen kan verder worden verbeterd door functionalisering van de 2D-materialen. De sensoren worden als arrays op een geschikt substraat gemicrofabriceerd. Verschillende sensoren op de array kunnen verschillende functionele groepen hebben die gericht zijn op verschillende analyten.

NASA is actief op zoek naar licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem voor meer informatie contact op met de licentieconciërge van NASA via Agency-Patent-Licensing@mail. nasa.gov of bel ons op 202-358-7432 om licentiebesprekingen te starten.