Druckbarer chemischer Nanosensor

Das Goddard Space Flight Center der NASA hat einen druckbaren Nanosensor und Leitungen unter Verwendung von 3D-Drucktechniken auf einer Silizium-Tochterplatine entwickelt, die mit einer eigenständigen Vorverstärker-Leiterplatte (PCB) verbunden werden kann. Der Sensor enthält ein Graphen-Sensorarray (ein gedrucktes CNT oder MoS2 könnte auch funktionieren) und eine Leiterplatte mit Vorverstärkerschaltung, die mit mechanischen Clips und Drahtverbindungen mit der Tochterplatine verbunden ist. Die Sensorabmessungen reichen typischerweise von Mikrometern bis zu Hunderten von Mikrometern. Diese Innovation erhöht die Empfindlichkeit von Gassensoren und ermöglicht die Erkennung der Konzentration im ppb-Bereich (und möglicherweise einzelner Moleküle).

Die Sensoren verwenden Feldeffekttransistoren, die auf zweidimensionalen Materialien basieren, um das Oberflächenpotential eines Graphenkanals zu erfassen, der einem Analyten ausgesetzt ist. Wenn Analytmoleküle auf der Sensoroberfläche adsorbieren, wirken sie als Elektronendonatoren oder -akzeptoren und induzieren eine lokale Änderung des elektrischen Widerstands in Graphen. Dieser Effekt ist bei 2D-Materialien aufgrund der großen Oberfläche, der hohen elektrischen Leitfähigkeit (im Fall von Graphen) und des inhärenten geringen Rauschens sehr ausgeprägt, sodass Widerstandsänderungen erkannt werden können.

Unterschiedliche Gase haben unterschiedliche Auswirkungen auf den spezifischen Widerstand. Die Selektivität zwischen Zielgasen kann durch Funktionalisierung der 2D-Materialien weiter verbessert werden. Die Sensoren werden als Arrays auf einem geeigneten Substrat mikrofabriziert. Unterschiedliche Sensoren auf dem Array können unterschiedliche funktionelle Gruppen haben, die auf unterschiedliche Analyten abzielen.

Die NASA sucht aktiv nach Lizenznehmern zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an den Licensing Concierge der NASA unter Agency-Patent-Licensing@mail. nasa.gov oder rufen Sie uns unter 202-358-7432 an, um Lizenzierungsgespräche zu initiieren.