Хорошо известно, что у собак обоняние лучше, чем у людей. В течение многих лет исследователи пытались разработать искусственный детектор, который не уступал бы собачьему носу. Теперь одна группа сообщает в ACS Nano, что им удалось имитировать собачий нюхательный аппарат с помощью наносвитков на основе графена.
Внутренняя часть носа собаки выстлана миллионами крошечных капилляров, что создает сверхчувствительное обоняние. Поскольку капилляры покрывают такую большую площадь поверхности, они могут обнаруживать запахи даже при очень низких концентрациях. Вдохновившись капиллярной структурой собачьего носа, ученые пытались имитировать ее, чтобы создать чувствительный детектор газа. Предыдущие исследования имели некоторый успех в использовании наносвитков на основе графена (GNS), которые представляют собой нанолисты графена, свернутые непрерывно и равномерно. Эти наносвитки имеют большую площадь поверхности, устойчивы к высоким температурам, прочны и долговечны. Но они также сложны в производстве, потребляют много энергии и трудно масштабируются. А в прошлых исследованиях использовался необработанный графен или модифицированный графен, которые либо оставляли некоторые развернутые структуры, либо съеживались и агрегировались соответственно. Итак, Яо Ван, Лэй Цзян, Гофу Чжоу и их коллеги хотели модифицировать графен полимером, чтобы получить высококачественные наносвитки.
Группа подготовила наносвитки на основе графена с добавлением поли(п-стиролсульфоната натрия) методом лиофилизации для создания однородных неагрегированных структур. При осмотре наносвитки имели широкую трубчатую форму, и почти весь графен был свернут. Затем исследователи включили наносвитки в газовый сенсор, который обладал высокой селективностью и чувствительностью. Наконец, команда отмечает, что у этого метода есть потенциал для крупномасштабного производства.