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Graphene recolecta mucho interés para los usos de alta tecnología y de la bajo-tecnología pero ha tomado típicamente mucho más largo que se adoptará en los sectores de una tecnología más avanzada. Una excepción notable es los sensores graphene-basados, que han estado viniendo lentamente y constantemente al mercado a través de diversos sectores industriales y de una gama de compañías en todo el mundo, incluyendo Cardea bio, Emberion, Grolltex, Graphene integrado, y Paragraf.
Graphene se presta a ser una plataforma de detección eficaz, y éste ha manifestado en una gama manera-de más usos interesantes del lugar a la inversión pesada en un solo subsector (biosensores). Y si 2022 es cualquier cosa pasar, después la tendencia se fija para continuar en los próximos años.
Las propiedades del graphene están bien documentadas, y mucha gente ahora entiende que usted puede hacer mucho con el graphene y que sus propiedades son beneficiosas para una gama de usos. Mientras que algunos de estos aspectos consiguen hyped para arriba, las propiedades fundamentales del graphene le han hecho un material excelente de la opción como la superficie de detección activa en una gama de diversos usos de detección.
La delgadez inherente de Graphene no sólo permite que los dispositivos de detección sean mucho más pequeños y más flexibles que cuando se utilizan materiales más abultados pero también contribuye a una superficie muy alta y activa.
Para detectar usos, la alta superficie se puede utilizar para obrar recíprocamente con una gama de molécula-es él agua, diversos gases, las biomoléculas, o algunos otros estímulos moleculares. Porque el graphene tiene una superficie activa, también significa que varias diversas moléculas y receptores moleculares se pueden atar a una hoja del graphene para adaptar el sensor hacia la detección de la especie molecular específica de interés.
Pero éste es solamente un aspecto. La otra razón es debido a la altas conductividad eléctrica de los graphene, movilidad de portador de carga, y propiedades de la transferencia de carga. Estas propiedades significan que los sensores del graphene tienen generalmente una sensibilidad muy alta, pues cualquier pequeña interacción con el ambiente invoca una respuesta perceptible. Tan porque las propiedades electrónicas del graphene son tan buenas, cada pequeña interacción cambia la resistencia a través de la hoja del graphene. Esto significa que mismo las pequeñas cantidades de estímulos ambientales pueden ser detectadas.
“Graphene tiene un uso amplio para el mercado de los sensores,” dijo a Adrian Nixon, fundador del diario de Nixene. “Su conductividad eléctrica se puede adaptar con la precisión exquisita para hacer detectores muy sensibles.”
Cuando están juntados con su delgadez, la mayoría de los sensores graphene-basados son los dispositivos de detección pequeños pero altamente sensibles que se pueden químicamente adaptar para detectar una gama de estímulos ambientales. Esta es la razón por la cual ha habido mucho interés comercial en desarrollar diversos sensores graphene-basados para diversos usos y los mercados comerciales.
Mientras que los usos del sensor en general tienden a seguir los sensores similares de la línea-tensión y los sensores de la humedad, para ejemplo-algunas compañías han desarrollado los sensores comerciales del graphene que se utilizan en usos interesantes.
Un ejemplo es el sensor de effecto hall de Paragraf.
Los sensores de effecto hall miden cambios en un campo magnético usando el de effecto hall, así que ha abierto algunas áreas de aplicación interesantes en las cuales otros sensores del graphene no han aventurado.
Paragraf combinó para arriba en el pasado con la CERN para trazar campos magnéticos dentro del Large Hadron Collider, y ha estado trabajando con varias otras compañías en los sensores usados en ambientes y la computación de quántum criogénicos.
Durante el año pasado, Paragraf demostró que los sensores de effecto hall graphene-basados son bastante sensibles medir corrientes en baterías del vehículo eléctrico y supervisar la situación de la batería.
“La brecha que Paragraf ha hecho con los sensores graphene-basados está pudiendo depositar un de una sola capa del graphene contaminación-libre directamente en una oblea de una manera repetible usando procesos estándar del semiconductor,” dijo al CEO Simon Thomas de Paragraf. “Esto ha hecho muchos usos del volumen ahora posibles-no solamente para los sensores magnéticos y actuales usando los biosensores de effecto hall pero también rápidos y sensibles para detectar biomarkers en muestras líquidas.”
Simon Thomas, CEO de Paragraf (fuente: Paragraf)
Otro uso interesante para manifestar este año es de Emberion.
Emberion es un fabricante infrarrojo de la cámara que partnered con el buque insignia de Graphene para integrar el graphene en los sistemas infrarrojos de la proyección de imagen del detector de la onda corta. Mientras que esto todavía está en la etapa del prototipo, mucha financiación se ha aprobado con usos de la visión por ordenador, automotrices, y de la vigilancia en mente.
Mientras que ha habido una gama de mercados apuntados para los biosensores del graphene, muchos progresos comerciales han venido en el biosensor espacio-y hay mucho más que son investigada en un nivel académico. Éste es algo que comenzó a manifestar antes del pandémico Covid-19, pero la aparición del coronavirus también incitó a algunos fabricantes del sensor del graphene adaptar sus tecnologías de detección existentes para detectar las tensiones virales SARS-CoV-2.
Un ejemplo de esto es Grolltex.
Jeff Draa, CEO de San Diego, Grolltex California-basado, dijo que los socios locales de la investigación que discutían usando la plataforma de detección graphene-basada de su empresa en un proyecto de detección cáncer-basado decidían ponerlo en pausa y “se centran en lugar de otro en Covid, que era en comienzos en ese entonces.”
La plataforma de detección molecular-basada que resultó es capaz de muchas modalidades de detección, “dependiendo, por ejemplo, en qué tipo de puntas de prueba se arma con en un momento dado,” él dijo. “Hasta ahora, el sensor no necesita técnicas del aumento de la muestra, tales como polimerización en cadena, para detectar Covid, proporcionando la detección electrónica inmediata de la presencia de, en este caso, DNA viral del SARS.”
Las discusiones de la comercialización con varias compañías grandes de los diagnósticos están en curso, Draa dijo.
Jeff Draa, CEO de Grolltex (fuente: Grolltex)
Otros fabricantes de la graphene-tecnología, tales como Grapheal, también se convirtieron graphene-basado detectando las plataformas para el pandémico.
Más conocido para algo de su otro curativo-haber basado, plataformas del aparato médico, Grapheal desarrolló una prueba digital batería-libre del antígeno, conocida como el TestNpass, eso está disponible para el público y puede detectar Covid-19 en unos minutos y transmitir el resultado a un smartphone.
El CEO Vincent Bouchiat de Grapheal dijo que el “TestNpass revisita la tira clásica del antígeno proponiendo una herramienta digital que aumente el potencial de una prueba de cribado del campo. Porque el biosensor se junta directamente al smartphone, aumenta la seguridad y la eficacia de la prueba, especialmente porque palancada el poder de la tarjeta inteligente y de la tecnología de NFC ofrecimos ya por la banca electrónica.”
Junto a biosensores Covid-específicos, el mercado general del biosensor del graphene ha continuado creciendo constantemente en los últimos años con muchos nuevos productos que venían comercializar, y 2022 ha sido no diferente.
Graphene integrado desarrolló un 3D-graphene, espuma-detectando la plataforma conocida como el Gii Sens.
El CEO integrado Claus Marquordt de Graphene describe el Gii Sens como “puro-graphene, en-demanda-ningunas tintas, ningunas carpetas, ningunos añadidos, ninguna transferencia, ningún cadena-sensor de la fuente que supere los sensores del oro al precio del carbono impreso.”
Claus Marquordt, CEO integrado de Graphene (fuente: Graphene integrado)
Este año, el Gii Sens se ha integrado en una gama de detectar las plataformas conjuntamente con varios colaboradores para diversos usos de la supervisión de estado, incluyendo la detección de SARS-CoV-2, para la detección para los biomarkers que señalan complicaciones durante un trasplante del hígado y, recientemente, para la detección de niveles de la glucosa en la sangre de los pacientes diabéticos.
Cardea bio este año desarrolló una unidad central de bioseñal (BPU) que utiliza el graphene como la superficie de detección activa (bajo la forma de FET del graphene).
El BPU se ha adaptado ya para una gama de usos biosensing, y el alcance continúa creciendo. Primero diseñado detectar si un paciente tenía cáncer, el BPU ahora se fija para ser utilizado para detectar los biomarkers múltiples de la enfermedad (SARS-CoV-2 incluyendo) — gracias a una empresa conjunta entre Cardea y el centro de Siemens Healthineers para la innovación en los diagnósticos, que los pares anunciaron este año.
Recientemente, Cardea dijo que el BPU va a ser desarrollado en una “nariz electrónica” para detectar enfermedades en la respiración de una persona. La plataforma, que se puede utilizar en países en vías de desarrollo, ha atraído una concesión $1,1 millones del Bill y de Melinda Gates Foundation.
“Actualmente, la actividad comercial acertada se centra más en el mercado del biosensor,” el Nixon del diario de Nixene dijo, dando como un ejemplo a Cardea el bio escalamiento encima de la producción. La empresa ha hecho más de 500.000 sensores, y sus líderes creen que tienen la capacidad que hacer más de 1 millón en 2023, él añadieron.
