来源：EPFL / Miguel Spuch / Daniel Rodrigo

许多的基础研究都对石墨烯非常感兴趣。石墨烯是由单层碳原子组成的，其质量非常轻，也是非常好的导热和导电材料。尽管其具有非常广阔的应用前景，但是目前为止仍然没有非常多的应用。来自EPFL和ICFO的科学家发现石墨烯具有独特的光和电学性能，因此可用于制作高灵敏度的分子传感器。该研究发表在《科学》杂志上。

聚焦光可提高灵敏度

研究人员使用石墨烯来改善分子检测方法：红外吸收光谱。在这种标准检测方法中，光会激发分子，从而改变其振动状态。这就好像吉他弦一样，当其长度不一样时，其声音也不一样。通过这种振动，可以区分分子的状态，而这些信息都可以通过反射光来获得。然而，这种方法对于检测纳米级分子并不是特别理想。红外范围的光子其波长约为6微米，然而需要检测的物质其大小约为几纳米而已，因此其检测难度可想而知。

这里就是石墨烯的用武之地。通过合适的几何形状，石墨烯可以将光聚集在一个小点上，从而可以辨别纳米级分子的振动。“首先我们通过用电子束轰击，并用氧离子蚀刻石墨烯表面从而获得其纳米结构图样；当光到达时，石墨烯中的电子开始振荡，从而使得检测纳米结构成为可能。”Daniel Rodrigo说。

 

来源：Science / EPFL / Miguel Spuch / Daniel Rodrigo

石墨烯实时重构，获得分子结构

除了可以检测到纳米分子，该过程还可以揭示连接该分子的原子键的性质。当一个分子振动时，其振动状态并不只有一种，而是会产生一系列振动状态。让我们回到吉他弦，每一根弦的振动状态不同，合起来就成了美妙的音乐。这些细微差别能够提供每个键的性质和整个分子的信息。为了获得每根弦的信息，就需要辨别一系列的频率，而这正是石墨烯能做到的。通过外加偏置电压，研究人员可以将石墨烯调整至不同的频率状态。将石墨烯的电子调整至不同的振荡状态使得其有可能读出其表面上分子的振动。

实现石墨烯用于分子传感器的一大步

这种新型石墨烯基过程对于研究人员来讲是一大步。首先，这种简单的方法表明，用一种简单的装置来进行复杂的分析是可能的，而这并不需要对生物样品进行修饰。其次，这也表明了石墨烯在传感器领域具有非常广阔的前景。

新材料在线编译整理——翻译：杨超    校正：摩天轮