Nanosenseur chimique imprimable de la NASA : capteur 3D à base de graphène pour détection rapide

Le Centre de Vol Spatial Goddard de la NASA a développé un nanosenseur imprimable et ses connexions en utilisant des techniques d'impression 3D sur une carte fille en silicium qui peut être connectée à une carte de circuit imprimé (PCB) d'amplificateur préalable autonome. Le capteur contient un réseau de senseurs à base de graphène (un CNT imprimé ou du MoS₂ pourrait également fonctionner) et un PCB avec circuit pré-amplificateur connecté à la carte fille par clips mécaniques et liaisons filaires. Les dimensions du capteur vont généralement de quelques microns à des centaines de microns. Cette innovation augmente la sensibilité des capteurs de gaz, permettant la détection de concentrations au niveau ppb (et potentiellement de molécules uniques).

Les capteurs utilisent des transistors à effet de champ basés sur des matériaux bidimensionnels pour détecter le potentiel de surface d'un canal de graphène exposé à un analyte. Lorsque les molécules d'analyte s'adsorbent sur la surface du capteur, elles agissent comme donneurs ou accepteurs d'électrons, induisant un changement local de résistance électrique dans le graphène. Cet effet est très prononcé dans les matériaux 2D en raison de la grande surface, de la haute conductivité électrique (dans le cas du graphène) et du bruit inhérent faible, rendant possible la détection des changements de résistance.

Différents gaz ont des effets différents sur la résistivité. La sélectivité parmi les gaz cibles peut être encore améliorée par la fonctionnalisation des matériaux 2D. Les capteurs sont microfabriqués sur un substrat approprié sous forme de réseaux. Différents capteurs sur le réseau peuvent avoir des groupes fonctionnels différents ciblant différents analytes.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Pour plus d'informations, veuillez contacter le Concierge des Licences de la NASA à Agency-Patent-Licensing@mail.nasa.gov ou appelez au 202-358-7432 pour initier des discussions de licence.