Графен підвищує точність сенсорів виявлення літію

Графен значно підвищує точність виявлення літію, сприяючи створенню надійних сенсорів нового покоління для медицини та енергетики.

Дослідники з Міжнародної іберійської лабораторії нанотехнологій (INL) – Олеся Дудик, Ренато Жіл і Ракель Кейрош – довели, що інтеграція графену в твердофазні електроди суттєво покращує детекцію літію. Вони використовували графен як перетворювач іонів у електричний сигнал – компонент, який розміщується між іоноселективною мембраною та провідником. Такий підхід є частиною проекту NGS – New Generation Storage, спрямованого на створення інноваційних технологій зберігання енергії.

Сенсори на основі твердих контактів, або потенціометричні, працюють завдяки перетворенню хімічного сигналу іону в електричний. Головна роль у цьому належить іон-електронному перетворювачу, який забезпечує стабільність сигналу та перешкоджає утворенню водяного шару. Проте вибір матеріалу для цієї мети був проблематичним через різну електричну активність, стабільність та гідрофобність потенційних матеріалів.

У дослідженні INL доведено, що електроди з графеном мають найвищу ємність і найменше зміщення потенціалу. Це стало можливим завдяки унікальним властивостям графену: високій електроактивності та гідрофобності. Така структура працює як “швидкісне шосе” для сигналів іонів, прискорюючи та підвищуючи точність вимірювань.

«Графен забезпечує відмінну електричну стабільність та тривалу роботу сенсора, що критично важливо для практичного використання в медицині, енергетиці та промисловості», – пояснює Олеся Дудик. Завдяки цьому відкриттю з’являються можливості для створення надійних сенсорів, що здатні працювати за різних умов з високою точністю.

«Інтеграція графену як перетворювача відкриває шлях до створення сенсорів з надзвичайною чутливістю, стабільністю та відтворюваністю результатів», – підсумовує Дудик. Це відкриття є кроком уперед для широкого спектра застосувань: від моніторингу стану здоров’я до покращення батарейних технологій та екологічного контролю.