单个分子大小的电子传感器可能会改变游戏规则

研究人员开发出了一种分子大小的、更高效的广泛使用的电子传感器版本,这一突破可能会带来广泛的好处。

压敏电阻通常用于检测电子设备和汽车中的振动,例如在智能手机中用于计步,以及用于汽车中安全气囊的部署。它们还用于医疗设备,例如植入式压力传感器,以及航空和太空旅行。

在一项全国性倡议中,由科廷大学 Nadim Darwish 博士、悉尼科技大学 Jeffrey Reimers 教授、詹姆斯库克大学 Daniel Kosov 副教授和纽卡斯尔大学 Thomas Fallon 博士领导的研究人员开发了一种压敏电阻,比人类头发丝的宽度小约 500,000 倍。

达尔维什博士表示,他们开发了一种更灵敏、小型化的关键电子元件,可将力或压力转换为电信号,并用于许多日常应用。

达尔维什博士说:“由于其尺寸和化学性质,这种新型压敏电阻将为化学和生物传感器、人机界面和健康监测设备开辟一个全新的机遇领域。”

“由于它们是基于分子的,我们的新传感器可用于检测其他化学物质或生物分子,如蛋白质和酶,这可能会改变疾病检测的游戏规则。”

法伦博士说,新的压敏电阻器是由单个牛瓦烯分子制成的,当机械应变时,该分子会发生反应,形成不同形状的新分子,通过改变电阻来改变电流。

法伦博士说:“不同的化学形式被称为异构体,这是第一次利用它们之间的反应来开发压敏电阻。”

“我们已经能够对发生的一系列复杂反应进行建模,了解单个分子如何实时反应和转变。”

Reimers 教授表示,其重要性在于能够以大约每 1 毫秒的速度来回电检测反应分子形状的变化。

“通过电导检测分子形状是化学传感的全新概念,”雷默斯教授说。

科索夫副教授说,了解分子形状和电导率之间的关系将有助于确定分子和附着的金属导体之间连接的基本特性。

“这种新功能对于所有分子电子器件的未来发展至关重要,”科索夫副教授说。

资源 Curtin University. "Electronic sensor the size of a single molecule a potential game-changer." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 October 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231003104800.htm>.