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Graphene recueille beaucoup d'intérêt pour des applications de pointe et de bas-technologie mais a typiquement pris beaucoup plus long à adopter dans les secteurs de technologie plus de pointe. Une exception notable est des capteurs basés sur graphene, qui lentement et de façon constante étaient venus au marché à travers différents secteurs industriels et d'une gamme des sociétés autour du monde, y compris Cardea bio, Emberion, Grolltex, Graphene intégré, et Paragraf.
Graphene se prête à être une plate-forme de détection efficace, et ceci s'est manifesté dans une gamme de manière-de plus d'applications intéressantes de créneau à l'investissement lourd dans un sous-secteur simple (biocapteurs). Et si 2022 est quelque chose s'écouler, puis la tendance est placé pour continuer dans les années à venir.
Les propriétés du graphene sont bien documentées, et beaucoup de personnes comprennent maintenant que vous pouvez faire beaucoup avec le graphene et que ses propriétés sont salutaires pour une étendue des applications. Tandis que certains de ces aspects obtiennent hyped, les propriétés fondamentales du graphene lui ont fait un excellent matériel du choix comme surface de détection active dans une gamme de différentes applications de détection.
La minceur inhérente de Graphene permet non seulement à des dispositifs de détection d'être beaucoup plus petits et plus flexibles que quand des matériaux plus encombrants sont employés mais contribue également à une superficie très élevée et active.
Pour sentir des applications, la superficie élevée peut être utilisée pour agir l'un sur l'autre avec une gamme de molécule-est lui l'eau, différents gaz, biomolécules, ou quelques autres stimulus moléculaires. Puisque le graphene a une surface active, il signifie également qu'un certain nombre de différentes molécules et de récepteurs moléculaires peuvent être attachés à une feuille de graphene pour travailler le capteur vers détecter des espèces moléculaires spécifiques d'intérêt.
Mais c'est seulement un aspect. L'autre raison est due à la conductivité électrique des graphene, à la mobilité de porteur de charge, et aux propriétés élevées de taxation au demandé. Ces propriétés signifient que les capteurs de graphene ont généralement une sensibilité très élevée, car n'importe quelle petite interaction avec l'environnement appelle une réponse décelable. Ainsi parce que les propriétés électroniques du graphene sont si bonnes, chaque petite interaction change la résistivité à travers la feuille de graphene. Ceci signifie qu'un peu très de stimulus environnementaux peuvent être détectés.
« Graphene a une demande large de marché de capteurs, » a dit Adrian Nixon, fondatrice du journal de Nixene. « Sa conductivité électrique peut être accordée avec la précision exquise pour faire les détecteurs très sensibles. »
Une fois ajoutés à leur minceur, la plupart des capteurs basés sur graphene sont de petits mais extrêmement sensibles dispositifs de détection qui peuvent être chimiquement travaillés pour détecter une gamme des stimulus environnementaux. C'est pourquoi il y a eu beaucoup d'intérêt commercial en développant différents capteurs basés sur graphene pour différentes applications et marchés.
Tandis que les applications de capteur tendent en général à suivre les capteurs semblables de ligne-tension et les capteurs d'humidité, pour exemple-quelques sociétés ont développé les capteurs commerciaux de graphene qui sont utilisés dans des applications intéressantes.
Un exemple est le capteur à effet Hall de Paragraf.
Les capteurs à effet Hall mesurent des changements d'un champ magnétique utilisant l'à effet Hall, ainsi il a ouvert quelques domaines d'application intéressants dans lesquels d'autres capteurs de graphene n'ont pas osé.
Paragraf s'est associé dans le passé au CERN pour tracer des champs magnétiques dans le Grand collisionneur de hadrons, et cela avait fonctionné avec plusieurs autres sociétés sur des capteurs utilisés dans les environnements cryogéniques et l'informatique quantique.
Au cours de la dernière année, Paragraf a démontré que les capteurs à effet Hall basés sur graphene sont assez sensibles pour mesurer des courants dans des batteries de véhicule électrique et pour surveiller le statut de batterie.
« La percée que Paragraf a fait avec les capteurs basés sur graphene peut déposer un à une seule couche du graphene sans contamination directement sur une gaufrette d'une façon qu'on peut répéter utilisant des processus standard de semi-conducteur, » a dit le Président Simon Thomas de Paragraf. « Ceci a fait beaucoup de demandes de volume maintenant possibles-non seulement aux capteurs magnétiques et actuels utilisant les biocapteurs à effet Hall mais également rapides et sensibles pour détecter des biomarkers dans les échantillons liquides. »
Simon Thomas, Président de Paragraf (source : Paragraf)
Une autre application intéressante pour manifester cette année est d'Emberion.
Emberion est un fabricant infrarouge de caméra qui partnered avec le navire amiral de Graphene pour intégrer le graphene dans les systèmes infrarouges de représentation de détecteur d'ondes courtes. Tandis que c'est toujours dans l'étape de prototype, beaucoup de placement a été approuvé avec des applications de vision par ordinateur, des véhicules à moteur, et de surveillance à l'esprit.
Tandis qu'il y a eu une gamme des marchés visés pour des biocapteurs de graphene, beaucoup de développements commerciaux sont venus dans le biocapteur espace-et il y a beaucoup plus qui sont recherchés à un niveau scolaire. C'est quelque chose qui a commencé à se manifester avant la pandémie Covid-19, mais l'émergence du syndrôme respiratoire aigu grave a également incité quelques fabricants de capteur de graphene à adapter leurs technologies de détection existantes pour détecter les tensions SARS-CoV-2 virales.
Un exemple de ceci est Grolltex.
Jeff Draa, Président de San Diego, Grolltex basé sur Californie, a dit que les associés locaux de recherches qui discutaient à l'aide de la plate-forme de détection basée sur graphene de son entreprise dans un projet de détection basé sur cancer ont décidé de le mettre sur la pause et « se concentrent à la place sur Covid, qui avait lieu en quelques débuts alors. »
La plate-forme de détection basée sur moléculaire qui a résulté est capable de beaucoup de modalités de détection, « dépendant, par exemple, sur quel type de sondes il est armé avec à un moment donné, » il a dit. « Jusqu'ici, le capteur n'a pas besoin des techniques d'amélioration d'échantillon, telles que l'ACP, pour détecter Covid, fournissant la détection électronique instantanée de la présence de, dans ce cas, ADN virale de SRAS. »
Les discussions de commercialisation avec plusieurs grandes sociétés de diagnostics sont actuelles, Draa a dit.
Jeff Draa, Président de Grolltex (source : Grolltex)
D'autres fabricants de graphene-technologie, tels que Grapheal, ont également développé les plates-formes de détection basées sur graphene pour la pandémie.
Mieux connu pour une partie de son autre basé sur curatif, plates-formes de médical-dispositif, Grapheal a développé un essai numérique sans batterie d'antigène, connu sous le nom de TestNpass, c'est à la disposition du public et peut détecter Covid-19 en quelques minutes et transmettre le résultat à un smartphone.
Le Président Vincent Bouchiat de Grapheal a indiqué que le « TestNpass revisite la bande classique d'antigène en proposant un outil numérique qui augmente le potentiel d'un test de dépistage de champ. Puisque le biocapteur est directement couplé au smartphone, il augmente la sécurité et l'efficacité de l'essai, particulièrement parce que nous accroissons la puissance de la carte à puce et de la technologie de NFC déjà offertes par le secteur bancaire électronique. »
À côté des biocapteurs Covid-spécifiques, le marché général de biocapteur de graphene a continué à se développer solidement au cours des dernières années avec beaucoup de produits nouveaux venant pour lancer sur le marché, et 2022 n'a été pas différent.
Graphene intégré a développé un 3D-graphene, mousse-sentant la plate-forme connue sous le nom de Gii Sens.
Le Président intégré Claus Marquordt de Graphene décrit le Gii Sens comme « pur-graphene, sur-exigence-aucune encres, aucune reliures, aucun additifs, aucun transfert, aucun chaîne-capteur d'approvisionnement qui surpasse des capteurs d'or au prix du carbone imprimé. »
Claus Marquordt, Président intégré de Graphene (source : Graphene intégré)
Cette année, le Gii Sens a été intégré dans une gamme de sentir des plates-formes en même temps qu'un certain nombre de collaborateurs pour différentes applications de santé-surveillance, y compris détecter SARS-CoV-2, pour la détection pour les biomarkers qui signalent des complications pendant une greffe de foie et, récemment, pour la détection des niveaux de glucose dans le sang des patients diabétiques.
Cardea bio cette année a développé une unité de traitement de biosignal (BPU) qui emploie le graphene comme surface de détection active (sous forme de FET de graphene).
Le BPU a été déjà adapté pour une gamme des applications biosensing, et la portée continue à se développer. D'abord conçu pour détecter si un patient avait le cancer, le BPU est maintenant placé pour être employé pour détecter les biomarkers multiples de la maladie (SARS-CoV-2 y compris) — grâce à une entreprise mixte entre Cardea et centre de Siemens Healthineers pour l'innovation dans les diagnostics, que les paires ont annoncé cette année.
Récemment, Cardea a dit que le BPU va être développé en « nez électronique » pour détecter les maladies en souffle d'une personne. La plate-forme, qui peut être utilisée dans les pays en développement, a attiré une concession $1,1 millions du Bill et du Melinda Gates Foundation.
« Actuellement, l'activité commerciale réussie est concentrée plus sur le marché de biocapteur, » le Nixon du journal de Nixene a dit, donnant comme exemple à Cardea la bio graduation vers le haut de la production. L'entreprise a fait plus de 500 000 capteurs, et ses chefs croient qu'ils ont la capacité à faire plus de 1 million d'ici 2023, il s'est ajouté.
