来自吉林大学和中国浙江工业大学的研究人员以及丹麦技术大学的研究人员设计了一种基于石墨烯的传感器的新设计，该传感器可以同时检测多种物质 - 包括危险细菌和其他病原体。除食品安全外，新设计还可以改善气体和化学品的检测，以满足广泛的应用需求。

新的基于石墨烯的传感器可以提高食品安全性并检测气体和化学品

“我们的设计基于石墨烯片，这是一种只有一个原子厚度的二维碳晶体，”来自中国计量大学的研究小组成员Bing-Gang Xiao说。 “传感器不仅高度灵敏，而且还可以轻松调整以检测不同的物质。”

石墨烯的优异光学和电子特性使其对于使用称为等离子体的电磁波的传感器具有吸引力，所述电磁波响应于光暴露而沿着导电材料的表面传播。当感兴趣的物质接近石墨烯表面时，通过测量传感器的折射率如何变化来检测物质。

与金和银等金属相比，石墨烯表现出更强的等离子体波，传播距离更长。另外，通过施加极化电压而不是重建整个器件，可以改变石墨烯响应的波长。这些特性使得石墨烯对于这种传感应用具有吸引力，事实上，已经有许多团队在这个领域工作。然而，之前很少有研究工作证明敏感的石墨烯传感器能够检测细菌和生物分子所需的红外波长。

对于新传感器，研究人员使用理论计算和模拟来设计一系列纳米级石墨烯盘，每个盘包含一个偏心孔。该传感器包括离子凝胶和硅层，可用于施加电压以调整石墨烯的特性，以检测各种物质。

盘和它们的孔之间的相互作用产生了所谓的等离子体激元杂交效应，这增加了装置的灵敏度。孔和盘还产生不同的波长峰，每个波峰可用于同时检测不同物质的存在。

研究人员使用中红外波长进行的模拟显示，与使用没有孔的圆盘相比，他们的新传感器平台对气体，液体或固体中存在的物质更敏感。

研究人员正在努力改进用于制造纳米级光盘阵列的过程。制造这些结构的精度将极大地影响传感器的性能。