인쇄 가능한 화학 나노 센서

NASA Goddard Space Flight Center는 인쇄 가능한 나노 센서를 개발했으며 자체 내장형 전치 증폭기 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결할 수 있는 실리콘 도터 기판에 3D 인쇄 기술을 사용하여 리드합니다. 이 센서에는 그래핀 센서 어레이(인쇄된 CNT 또는 MoS2도 작동할 수 있음)와 기계식 클립으로 도터 보드에 연결된 전치 증폭기 회로가 있는 PCB와 함께 와이어 본딩되어 있습니다. 센서 치수는 일반적으로 미크론에서 수백 미크론입니다. 이 혁신은 가스 센서의 감도를 높여 ppb 수준 농도(및 단일 분자)를 감지할 수 있게 합니다.

센서는 2차원 물질을 기반으로 하는 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 분석물에 노출된 그래핀 채널의 표면 전위를 감지합니다. 분석물 분자가 센서 표면에 흡착되면 전자 공여체 또는 수용체 역할을 하여 그래핀에서 전기 저항의 국부적 변화를 유도합니다. 이 효과는 높은 표면적, 높은 전기 전도성(그래핀의 경우), 고유의 낮은 노이즈로 인해 2D 재료에서 매우 두드러져 저항의 변화를 감지할 수 있습니다.

다른 가스는 저항에 다른 영향을 미칩니다. 2D 물질의 기능화를 통해 타겟 가스 간의 선택성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 센서는 어레이로 적합한 기판에 미세 가공됩니다. 어레이의 서로 다른 센서는 서로 다른 분석 물질을 대상으로 하는 서로 다른 기능 그룹을 가질 수 있습니다.

NASA는 이 기술을 상업화할 라이선스 사용권자를 적극적으로 찾고 있습니다. 자세한 내용은 NASA의 라이선스 컨시어지(Agency-Patent-Licensing@mail)로 문의하십시오. nasa.gov 또는 202-358-7432로 전화하여 라이선스 논의를 시작하십시오.