 |
|
|
|
Το Graphene συλλέγει πολύ ενδιαφέρον και για την υψηλή τεχνολογία και για τις εφαρμογές χαμηλός-τεχνολογία αλλά έχει πάρει χαρακτηριστικά πολύ περισσότερο για να υιοθετηθεί στους περισσότερους τομείς της προηγμένης τεχνολογίας. Μια αξιοσημείωτη εξαίρεση είναι graphene-βασισμένοι αισθητήρες, οι οποίοι αργά και σταθερά έχουν έρθει στην αγορά στους διαφορετικούς τομείς της βιομηχανίας και από μια σειρά των επιχειρήσεων σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένου Cardea βιο, Emberion, Grolltex, ενσωματωμένου Graphene, και Paragraf.
Το Graphene παραχωρεί στην ύπαρξη μια αποτελεσματική αισθαμένος πλατφόρμα, και αυτό έχει φανερώσει σε μια σειρά τρόπος-από περισσότερες ενδιαφέρουσες εφαρμογές θέσεων στη βαριά επένδυση σε έναν ενιαίο υποτομέα (βιοαισθητήρες). Και εάν το 2022 είναι τίποτα για να περάσει, κατόπιν η τάση τίθεται ως στόχος να συνεχιστεί κατά τα επόμενα χρόνια.
Οι ιδιότητες του graphene είναι καλά τεκμηριωμένες, και πολλοί άνθρωποι τώρα καταλαβαίνουν ότι μπορείτε να κάνετε πολύ με το graphene και ότι οι ιδιότητές της είναι ευεργετικές για μια σειρά των εφαρμογών. Ενώ μερικές από αυτές τις πτυχές παίρνουν επάνω, οι θεμελιώδεις ιδιότητες του graphene το έχουν κάνει ένα άριστο υλικό της επιλογής ως ενεργό επιφάνεια αντίληψης σε μια σειρά των διαφορετικών εφαρμογών αντίληψης.
Έμφυτο thinness του Graphene όχι μόνο επιτρέπει στις αισθαμένος συσκευές για να είναι πολύ μικρότερες και πιό εύκαμπτες από όταν χρησιμοποιούνται τα ογκωδέστερα υλικά αλλά και συμβάλλει σε μια πολύ υψηλή και ενεργό επιφάνεια.
Για την αντίληψη των εφαρμογών, η υψηλή επιφάνεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αλληλεπιδράσει με μια σειρά μόριο-είναι αυτό νερό, διαφορετικά αέρια, βιομόρια, ή μερικά άλλα μοριακά ερεθίσματα. Επειδή graphene έχει μια ενεργό επιφάνεια, επίσης σημαίνει ότι διάφοροι διαφορετικά μόρια και μοριακοί δέκτες μπορούν να συνδεθούν με ένα φύλλο graphene για να προσαρμόσουν τον αισθητήρα προς την ανίχνευση των συγκεκριμένων μοριακών ειδών ενδιαφέροντος.
Αλλά αυτό είναι μόνο μια πτυχή. Ο άλλος λόγος οφείλεται στην υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα των graphene, την κινητικότητα μεταφορέων δαπανών, και τις ιδιότητες μεταφοράς δαπανών. Αυτές οι ιδιότητες σημαίνουν ότι graphene οι αισθητήρες έχουν γενικά μια πολύ υψηλή ευαισθησία, δεδομένου ότι οποιαδήποτε μικρή αλληλεπίδραση με το περιβάλλον επικαλείται μια ανιχνεύσιμη απάντηση. Έτσι επειδή οι ηλεκτρονικές ιδιότητες του graphene είναι τόσο καλές, κάθε μικρή αλληλεπίδραση αλλάζει την ειδική αντίσταση πέρα από το φύλλο graphene. Αυτό σημαίνει ότι πολύ τα περιβαλλοντικά ερεθίσματα μικρών ποσών μπορούν να ανιχνευθούν.
«Graphene έχει μια ευρεία εφαρμογή για την αγορά αισθητήρων,» ο εν λόγω Adrian Nixon, ιδρυτής του περιοδικού Nixene. Η «ηλεκτρική αγωγιμότητά της μπορεί να συντονιστεί με την έξοχη ακρίβεια για να κάνει τους πολύ ευαίσθητους ανιχνευτές.»
Όταν συνδέονται με thinness τους, οι περισσότεροι graphene-βασισμένοι αισθητήρες είναι μικρές αλλά ιδιαίτερα ευαίσθητες αισθαμένος συσκευές που μπορούν να προσαρμοστούν χημικά για να ανιχνεύσουν μια σειρά των περιβαλλοντικών ερεθισμάτων. Γί αυτό έχει υπάρξει πολύ εμπορικό συμφέρον στην ανάπτυξη των διαφορετικών graphene-βασισμένων αισθητήρων για τις διαφορετικές εφαρμογές και τις εμπορικές αγορές.
Ενώ οι εφαρμογές αισθητήρων τείνουν γενικά να ακολουθήσουν τους παρόμοιους αισθητήρες γραμμή-πίεσης και τους αισθητήρες υγρασίας, για παράδειγμα-μερικές επιχειρήσεις έχει αναπτύξει τους εμπορικούς αισθητήρες graphene που χρησιμοποιούνται στις ενδιαφέρουσες εφαρμογές.
Ένα παράδειγμα είναι ο αισθητήρας αίθουσα-επίδρασης από Paragraf.
Οι αισθητήρες αίθουσα-επίδρασης μετρούν τις αλλαγές σε ένα μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιώντας την επίδραση αιθουσών, έτσι έχει ανοίξει μερικούς ενδιαφέροντες τομείς εφαρμογής στους οποίους άλλοι αισθητήρες graphene δεν έχουν αποτολμήσει.
Το Paragraf που έχει συνεργαστεί στο παρελθόν με το Κέντρο Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών (CERN) για να χαρτογραφήσει τα μαγνητικά πεδία μέσα στο μεγάλο Hadron Collider, και αυτό έχει λειτουργήσει με διάφορες άλλες επιχειρήσεις στους αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στα κρυογόνα περιβάλλοντα και τον κβαντικό υπολογισμό.
Κατά τη διάρκεια του περασμένου χρόνου, Paragraf κατέδειξε ότι οι graphene-βασισμένοι αισθητήρες αίθουσα-επίδρασης είναι αρκετά ευαίσθητοι να μετρήσουν τα ρεύματα electric-vehicle στη θέση μπαταριών μπαταριών και οργάνων ελέγχου.
«Η σημαντική ανακάλυψη που Paragraf έχει κάνει με τους graphene-βασισμένους αισθητήρες είναι σε θέση να καταθέσει ένα ενιαίο στρώμα μόλυνση-ελεύθερου graphene άμεσα σε μια γκοφρέτα κατά τρόπο επαναλαμβανόμενο χρησιμοποιώντας τις τυποποιημένες διαδικασίες ημιαγωγών,» εν λόγω Paragraf CEO Simon Thomas. «Αυτό έχει υποβάλει πολλές αιτήσεις όγκου τώρα πιθανός-όχι μόνο για τους μαγνητικούς και τρέχοντες αισθητήρες χρησιμοποιώντας την επίδραση αιθουσών αλλά και γρήγορα και τους ευαίσθητους βιοαισθητήρες για να ανιχνεύσει τα biomarkers στα υγρά δείγματα.»
Simon Thomas, Paragraf CEO (πηγή: Paragraf)
Μια άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή για να φανερώσει φέτος είναι από Emberion.
Το Emberion είναι υπέρυθρος κατασκευαστής καμερών που με τη ναυαρχίδα Graphene για να ενσωματώσει graphene στα υπέρυθρα συστήματα απεικόνισης ανιχνευτών μικροκύματος. Ενώ αυτό είναι ακόμα στο στάδιο πρωτοτύπων, πολλή χρηματοδότηση έχει εγκριθεί με αυτοκίνητων, και επιτήρησης αιτήσεις μηχανικής όρασης, στο μυαλό.
Ενώ έχει υπάρξει μια σειρά των αγορών που στοχεύουν για τους βιοαισθητήρες graphene, πολλές εμπορικές εξελίξεις έχουν έρθει στο βιοαισθητήρα διαστημικός-και υπάρχουν πολύ περισσότεροι που ερευνώνται σε ακαδημαϊκό επίπεδο. Αυτό είναι κάτι που άρχισε να φανερώνει πριν από την πανδημία covid-19, αλλά η εμφάνιση του coronavirus προέτρεψε επίσης μερικούς κατασκευαστές αισθητήρων graphene για να προσαρμόσει τις υπάρχουσες τεχνολογίες αντίληψής τους για την ανίχνευση SAR-CoV-2 προερχόμενων από ιό πιέσεων.
Ένα παράδειγμα αυτού είναι Grolltex.
Ο Jeff Draa, CEO του Σαν Ντιέγκο, Καλιφόρνια-βασισμένο Grolltex, είπε τους τοπικούς ερευνητικούς συνεργάτες που συζητούσαν χρησιμοποιώντας την graphene-βασισμένη αισθαμένος πλατφόρμα της εταιρίας του σε ένα καρκίνος-βασισμένο πρόγραμμα αντίληψης που αποφασίστηκε για να την βάλει στη μικρή διακοπή και «να εστιάσει αντ' αυτού σε Covid, το οποίο ήταν στις πρώτες μέρες τότε.»
Η μοριακός-βασισμένη αισθαμένος πλατφόρμα που οδήγησε είναι ικανή πολλών μορφών αντίληψης, «εξαρμένος, παραδείγματος χάριν, σε ποιο τύπο ελέγχων οπλίζεται με οποιαδήποτε στιγμή,» αυτός είπε. «Μέχρι στιγμής, ο αισθητήρας δεν χρειάζεται τις τεχνικές αυξήσεων δειγμάτων, όπως PCR, για να ανιχνεύσει Covid, παρέχοντας τη στιγμιαία ηλεκτρονική ανίχνευση της παρουσίας, σε αυτήν την περίπτωση, του προερχόμενου από ιό DNA SAR.»
Οι συζητήσεις εμπορευματοποίησης με διάφορες μεγάλες επιχειρήσεις διαγνωστικών βρίσκονται σε εξέλιξη, Draa εν λόγω.
Jeff Draa, Grolltex CEO (πηγή: Grolltex)
Άλλοι κατασκευαστές graphene-τεχνολογία, όπως Grapheal, επίσης αναπτυγμένες graphene-βασισμένες αισθαμένος πλατφόρμες για την πανδημία.
Καλύτερα - γνωστός για μερικούς από της άλλο βασίζω-που βασίστηκε, οι πλατφόρμες ιατρικών συσκευών, Grapheal ανέπτυξαν μια μπαταρία-ελεύθερη ψηφιακή δοκιμή αντιγόνων, γνωστή ως TestNpass, το οποίο είναι διαθέσιμο στο κοινό και μπορεί να ανιχνεύσει covid-19 σε λίγα λεπτά και να διαβιβάσει το αποτέλεσμα σε ένα smartphone.
Το Grapheal CEO Vincent Bouchiat είπε τις «νέες επισκέψεις TestNpass η κλασική λουρίδα αντιγόνων με την προβολή ενός ψηφιακού εργαλείου που αυξάνει τη δυνατότητα μιας διαγνωστικής εξέτασης τομέων. Επειδή ο βιοαισθητήρας συνδέεται άμεσα με το smartphone, αυξάνει την ασφάλεια και την αποδοτικότητα της δοκιμής, ειδικά επειδή εμείς δύναμη η δύναμη της έξυπνης κάρτας και της τεχνολογίας NFC που προσφέρονται ήδη από την ηλεκτρονική τραπεζική βιομηχανία.»
Παράλληλα με τους covid-συγκεκριμένους βιοαισθητήρες, η γενική αγορά βιοαισθητήρων graphene έχει συνεχίσει να αυξάνεται σταθερά κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών με πολλά νέα προϊόντα που έρχονται στην αγορά, και το 2022 δεν είναι κανένας διαφορετικός.
Ενσωματωμένο Graphene ανέπτυξε μια τρισδιάστατη -τρισδιάστατος-graphene, αφρός-αισθαμένος πλατφόρμα γνωστή ως Gii Sens.
Ενσωματωμένο Graphene CEO Claus Marquordt περιγράφει το Gii Sens όπως «καθαρό -καθαρός-graphene, -απαίτηση-κανένα μελάνι, κανένας σύνδεσμος, καμία πρόσθετη ουσία, καμία μεταφορά, κανένας αλυσίδα-αισθητήρας ανεφοδιασμού που ξεπερνά τους χρυσούς αισθητήρες με κόστος του τυπωμένου άνθρακα.»
Claus Marquordt, ενσωματωμένο Graphene CEO (πηγή: Ενσωματωμένο Graphene)
Φέτος, το Gii Sens έχει ενσωματωθεί σε μια σειρά των αισθαμένος πλατφορμών από κοινού με διάφορους συνεργάτες για τις διαφορετικές εφαρμογές υγεία-ελέγχου, συμπεριλαμβανομένης της ανίχνευσης SAR-CoV-2, για την ανίχνευση για τα biomarkers που επισημαίνουν τις περιπλοκές κατά τη διάρκεια μιας μεταμόσχευσης συκωτιού και, πιο πρόσφατα, για την ανίχνευση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα των διαβητικών ασθενών.
Το Cardea βιο φέτος ανέπτυξε μια μονάδα επεξεργασίας βιολογικού σήματος (BPU) που χρησιμοποιεί graphene ως ενεργός επιφάνεια αντίληψης (υπό μορφή FET graphene).
Το BPU έχει προσαρμοστεί ήδη για μια σειρά οι εφαρμογές, και το πεδίο συνεχίζει να αυξάνεται. Πρώτα να ανιχνεύσει εάν ένας ασθενής είχε καρκίνο, το BPU είναι έθεσε τώρα για να χρησιμοποιηθεί για να ανιχνεύσει τα πολλαπλάσια biomarkers ασθενειών (συμπεριλαμβανομένων SAR-CoV-2) — χάρι σε μια κοινοπραξία μεταξύ Cardea και του κέντρου Siemens Healthineers για την καινοτομία στα διαγνωστικά, τα οποία το ζευγάρι ανήγγειλε φέτος.
Πιο πρόσφατα, Cardea είπε ότι το BPU πρόκειται να αναπτυχθεί σε μια «ηλεκτρονική μύτη» για την ανίχνευση των ασθενειών στην αναπνοή ενός προσώπου. Η πλατφόρμα, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις αναπτυσσόμενες χώρες, έχει προσελκύσει μια επιχορήγηση $1,1 εκατομμυρίων από το Μπιλ & το ίδρυμα της Melinda Gates.
«Αυτή τη στιγμή, η επιτυχής εμπορική δραστηριότητα στρέφεται περισσότερο στην αγορά βιοαισθητήρων,» το Nixon του περιοδικού Nixene εν λόγω, δίνοντας για παράδειγμα Cardea βιο ξελεπιάζοντας επάνω την παραγωγή. Η εταιρία έχει κάνει περισσότερους από 500.000 αισθητήρες, και οι ηγέτες του θεωρούν ότι έχουν την ικανότητα να κάνουν περισσότερο από 1 εκατομμύριο ως το 2023, πρόσθεσε.
