Nanosensor Químico Imprimible de NASA: Sensor 3D-Impreso Basado en Grafeno para Detección Rápida

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de NASA ha desarrollado un nanosensor imprimible y pistas usando técnicas de impresión 3D en una placa hija de silicio que puede conectarse a una placa de circuito impreso (PCB) de pre-amplificador auto-contenida. El sensor contiene un array de sensores de grafeno (un CNT impreso o MoS2 también podría funcionar) y una PCB con circuito pre-amplificador conectado a la placa hija con clips mecánicos y unidos por alambres. Las dimensiones del sensor son típicamente de micrones a cientos de micrones. Esta innovación aumenta la sensibilidad de sensores de gas, permitiendo detección de concentración a nivel ppb (y posiblemente moléculas individuales).

Los sensores usan transistores de efecto de campo basados en materiales bidimensionales para detectar el potencial de superficie de un canal de grafeno expuesto a un analito. Cuando las moléculas de analito se adsorben en la superficie del sensor, actúan como donantes o aceptores de electrones, induciendo un cambio local en la resistencia eléctrica en el grafeno. Este efecto es muy pronunciado en materiales 2D debido a su alta área superficial, alta conductividad eléctrica (en el caso del grafeno) y bajo ruido intrínseco, lo que hace posible detectar los cambios en la resistencia.

Diferentes gases tienen diferentes efectos en la resistividad. La selectividad entre gases objetivo puede mejorarse aún más mediante funcionalización de los materiales 2D. Los sensores son microfabricados en un sustrato adecuado como arrays. Diferentes sensores en el array pueden tener diferentes grupos funcionales dirigidos a diferentes analitos.

NASA busca activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Para más información, contacte al Concierge de Licencias de NASA en Agency-Patent-Licensing@mail.nasa.gov o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones de licenciamiento.