El grafeno y los materiales relacionados son prometedores para el futuro de los sensores electroquímicos:detectores que miden la concentración de oxígeno, gases tóxicos, y otras sustancias, pero muchas aplicaciones requieren una mayor sensibilidad en rangos de detección más bajos de lo que los científicos han podido lograr.

Un equipo de investigación de Northwestern University y sus socios en India han desarrollado recientemente un nuevo método para amplificar señales en sensores electroquímicos basados ​​en óxido de grafeno a través de un proceso llamado "inmunoensayo magneto-electroquímico". Los hallazgos podrían abrir una nueva clase de tecnologías con aplicaciones en medicina, química, e ingeniería.

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas McCormick de Northwestern, el Instituto Internacional Northwestern de Nanotecnología (IIN), el Centro Experimental de Caracterización Atómica y Nanoescala (NUANCE) de la Universidad Northwestern, y el Instituto de Tecnología Microbiana (IMTECH) -India, un laboratorio nacional de la India, contribuido a la investigación.

Un artículo sobre el trabajo "Mejora de la detección electroquímica en electrodos nanoestructurados de óxido de grafeno-CNT mediante magneto-nanobioprobes, "fue publicado el 19 de noviembre en Informes científicos de la naturaleza .

Las películas de nanocompuestos a base de grafeno se han utilizado recientemente como una plataforma de detección eficaz para el desarrollo de sensores y biosensores electroquímicos debido a sus características únicas de modificación de superficie fácil y alta movilidad de carga.

El nuevo concepto de los investigadores combina las ventajas de los nanotubos de carbono y la reducción del óxido de grafeno junto con la explosión electroquímica de nanopartículas de oro magnéticas en una gran cantidad de iones metálicos.

Se logró una alta sensibilidad diseñando con precisión el nanohíbrido y correlacionando los iones metálicos disponibles con la concentración de analito. Los investigadores utilizaron diminutas partículas magnéticas encapsuladas en una capa inerte de dióxido de silicio para hacer nanoestructuras de núcleo y capa con propiedades magnéticas favorables del hierro metálico, evitando al mismo tiempo su oxidación o degradación significativa. Luego se recubrieron con oro debido a su inercia química y biocompatibilidad.

Esta nueva plataforma de detección inmunológica muestra el potencial para la detección rápida y sensible de contaminantes ambientales o toxinas en las muestras. Los investigadores informaron de la ultra alta sensibilidad de este método para una nueva generación de herbicida diurón y sus análogos hasta una concentración subpicomolar en muestras de agua estándar. El proceso también demostró ser eficiente y rentable:se pueden fabricar decenas de miles de electrodos serigrafiados con bastante facilidad y bajo costo para dicho ensayo híbrido.