La conception de capteurs à base de graphène pourrait améliorer la sécurité des aliments

« La conception de capteurs à base de graphène pourrait améliorer la sécurité des aliments », source article de Julie Larson Bricher du 3 janvier paru dans Meatingplace.

Un nouveau modèle de capteur pourrait un jour faciliter la détection d'agents pathogènes d'origine alimentaire tels que Salmonella et Listeria dans les aliments avant que les produits ne se retrouvent dans les rayons des supermarchés, affirment des chercheurs.

Dans la revue Optical Materials Express, publiée par l’Optical Society of America, des chercheurs ont annoncé un nouveau concept de capteur capable de détecter simultanément plusieurs substances, notamment des bactéries dangereuses et d'autres agents pathogènes. En plus de la sécurité des aliments, la nouvelle conception pourrait améliorer la détection de gaz et de produits chimiques pour un large éventail d'autres applications.

Crédit National Physical Laboratory

« Notre conception est basée sur des feuilles de graphène, qui sont des cristaux de carbone bidimensionnels d'un atome d'épaisseur », a déclaré Bing-Gang Xiao, membre de l'équipe de recherche, de l'Université de Chine Jiliang dans un communiqué de presse publié par l’Optical Society. « Le capteur est non seulement très sensible, mais peut également être réglé facilement pour détecter différentes substances. »

Selon les chercheurs, les excellentes propriétés optiques et électroniques du graphène le rendent attractif pour les capteurs utilisant des ondes électromagnétiques connues sous le nom de plasmons, qui se propagent à la surface d'un matériau conducteur en réponse à l'exposition à la lumière. Une substance peut être détectée en mesurant l'évolution de l'indice de réfraction du capteur lorsqu'une substance d'intérêt est proche de la surface du graphène.

Pour le nouveau capteur, les chercheurs ont utilisé des calculs théoriques et des simulations pour concevoir un ensemble de disques de graphène nanométriques contenant chacun un trou excentré. L'interaction entre les disques et leurs trous crée ce que l'on appelle l'effet d'hybridation de plasmons, ce qui augmente la sensibilité de l'appareil. Le trou et le disque créent également différents pics de longueur d'onde pouvant être utilisés pour détecter simultanément la présence de différentes substances.

Les chercheurs s’emploient actuellement à améliorer le processus qui serait utilisé pour créer un réseau de disques nanométriques. La précision à laquelle ces structures sont fabriquées aura un impact important sur les performances du capteur.

« Nous souhaitons également déterminer si l’effet d’hybridation plasmon du graphène pourrait être utilisé pour faciliter la conception de dispositifs de communication optiques à double bande en infrarouge moyen », a déclaré Xiao.

NB : L’article est disponible intégralement et gratuitement ici.