石墨烯生物传感器或将改变世界

纯碳以多种形式出现。除了在钻石、石墨和煤中发现的经典形貌外，还有其他年轻的异国表亲诸如石墨烯。其结构类似于每一个角落的碳原子都进行蜂窝-六角形啮合- 即只有一个单原子层的厚度。因此，它本质上是二维的。其结果是，石墨烯具有非常好的导电性，完全透明，并具有相当大的化学和机械弹性。

石墨烯并不具有很好的选择性

人们早已知道，石墨烯从根本上适合于检测有机分子的痕迹。这是因为石墨烯一旦与外来分子结合，其电导率迅速下降。但问题是，几乎每种分子都是这种情况。石墨烯不是很有选择性，这使得它非常难以区分不同分子。因此，它不能被用作传感器。

目前，树立支架来检测分子附着

目前，来自HZB硅太阳能电池研究所的团队已经找到了一种方法，可以增加选择性。他们成功地用电化学法激活石墨烯并准备用它承载作为选择性结合位点的分子。为了做到这一点，有机溶液中的对-马来酰亚胺苯基团被接枝到石墨烯的表面上。这些有机分子的作用类似于安装支架，在下一步中选择性检测分子可以附着在上面。Marc Gluba博士解释说：“多亏了这些分子，石墨烯现在可以用于检测各种物质，类似于键配合锁的形式，表面上的“锁”分子是高度选择性的，并且只吸收匹配的“钥匙”的分子。

HZB的大石墨烯表面

其他研究小组也沿着这些路线进行了实验。然而，他们可用的只有直径在微米级的微小石墨烯薄片，使边缘效应占优势。同时，HZB的物理学家和化学家生产出几平方厘米尺寸的石墨烯表面，使得边缘效应相比于表面过程几乎不发挥任何作用。然后，他们将石墨烯层转移到石英晶体微量天平。任何质量增加改变的石英晶体振荡频率，即使少量的下至单个分子层都可以测定。

精确探测和控制

“这是第一次，我们能够精确、准确地检测出实际上多少分子被嫁接到石墨烯的表面，”初级研究员Felix R?sicke报告说，他的博士论文调查了这个问题。 “此外，我们可以精确地控制多少分子通过调整施加电压被绑定到石墨烯上，”来自HZB硅太阳能电池研究所的J?rg Rappich博士，R?sicke的顾问解释说。

“我们对石墨烯的希望非常的巨大，”研究小组的负责人 Norbert Nickel 教授说。例如，你能想象的一件事是 “实验室的单芯片”将非常便宜- 你只需用一滴血，就可以立即获得重要的医疗诊断数据。

新材料在线编译证明——翻译：王晶晶 校正：摩天轮