I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, insieme a colleghi di altre università, hanno scoperto la possibilità di preparare platino sottile a un atomo da utilizzare come sensore chimico. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica Advanced Material Interfaces.
Uno schema di atomi di platino depositati sulla superficie dello “strato tampone” di carbonio, che è un materiale isolante 2-D simile al grafene cresciuto epitassialmente su carburo di silicio, che consente la crescita bidimensionale del platino.
“In poche parole, siamo riusciti a creare uno strato di metallo dello spessore di un solo atomo, una specie di nuovo materiale. Abbiamo scoperto che questo metallo atomicamente sottile è super sensibile al suo ambiente chimico . La sua resistenza elettrica cambia in modo significativo quando interagisce con i gas. “, spiega Kyung Ho Kim, postdoc presso il Quantum Device Physics Laboratory presso il Dipartimento di Microtecnologia e Nanoscienze di Chalmers, e autore principale dell’articolo.
L’essenza della ricerca è lo sviluppo di materiali 2-D oltre al grafene.
“Il platino atomicamente sottile potrebbe essere utile per il rilevamento elettrico ultra sensibile e veloce di sostanze chimiche. Abbiamo studiato il caso del platino in grande dettaglio, ma altri metalli come il palladio producono risultati simili“, afferma Samuel Lara Avila, Professore associato presso il Quantum Device Laboratorio di fisica e uno degli autori dell’articolo.
I ricercatori hanno utilizzato la sensibile capacità di trasduzione chimica-elettrica del platino atomicamente sottile per rilevare gas tossici a livello di parti per miliardo. Lo hanno dimostrato con il rilevamento del benzene, un composto cancerogeno anche a concentrazioni molto piccole e per il quale non esiste un apparato di rilevamento a basso costo.
“Questo nuovo approccio, che utilizza metalli atomicamente sottili, è molto promettente per le future applicazioni di monitoraggio della qualità dell’aria“, afferma Jens Eriksson, capo dell’unità di scienza dei sensori applicata presso l’Università di Linköping e coautore dell’articolo.
Aumentare la sensibilità dei sensori di gas a stato solido incorporando materiali nanostrutturati come elemento di rilevamento attivo può essere complicato dagli effetti sulle interfacce. Le interfacce su nanoparticelle, grani o contatti possono provocare una risposta corrente-tensione non lineare, un’elevata resistenza elettrica e, in ultima analisi, un rumore elettrico che limita la lettura del sensore.
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