محققان در دانشگاه کلمبیا اولین تشدیدکننده‌های نانومکانیکی گرافنی را ساخته‌اند. این افزاره‌ها که شامل صفحات گرافن نوسان‌کننده‌ی معلق‌شده روی شیارهای میکرواندازه هستند، می‌توانند به‌عنوان شناساگرهای قوی و بسیار حساس جرم استفاده شوند.
گرافن به‌عنوان یک حسگر بسیار حساس جرم
محققان در دانشگاه کلمبیا اولین تشدیدکننده‌های نانومکانیکی گرافنی را ساخته‌اند.
این افزاره‌ها که شامل صفحات گرافن نوسان‌کننده‌ی معلق‌شده روی شیارهای میکرواندازه
هستند، می‌توانند به‌عنوان شناساگرهای قوی و بسیار حساس جرم استفاده شوند.
صفحات گرافن علاوه بر خواص الکتریکی عالی، بسیار سخت و مستحکم هستند. این
صفحات می‌توانند برای ساخت افزاره‌های فرکانس بالا استفاده شوند. این
افزاره‌ها بخاطر چگالی کم‌شان به اضافه‌شدن جرم بسیار حساس هستند.
جیمز هان، رهبر این گروه تحقیقاتی توضیح می‌دهد: اگرچه نانولوله‌های کربنی
همین مزایا را دارند و آنها نیز برای ساخت شناساگرهای بسیار حساس جرم
استفاده شده‌اند، اما مزیت گرافن این است که گرافن یک صفحه دوبعدی است که
ما می‌توانیم آن را قلم‌زنی کرده و به هر شکلی درآوریم. این مزیت به ما این
امکان را می‌دهد که کنترل بیشتری روی خواص تشدیدکننده‌ی نهایی داشته باشیم.
این محققان برای ساخت افزاره‌های خود ابتدا ورقه‌های گرافنی تک‌لایه را روی
بسترهای سیلیکون\سیلیکا قرار دادند. سپس الکترودهای فلزی را الگو داده و
برای تولید گرافن معلق‌شده، سیلیکا را اِچ کردند.
این افزاره‌ها در فرکانس‌های مگاهرتزی، با فرکانس حداکثری حدود ۶۵ مگاهرتزی
که وابسته به هندسه افزاره است، نوسان می‌کنند. این فرکانس همچنین می‌تواند
با یک ولتاژ DC که به الکترود گیت اعمال می‌شود و به صفحه گرافن تنش وارد
می‌کند، تنظیم شود. هنگامی که یک شیء روی این افزاره قرار میگیرد، این
فرکانس تغییر می‌کند. این تغییر با الکترودها شناسایی می‌شود و برای محاسبه‌ی
جرم شیء مذکور استفاده می‌شود.
اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که این افزاره‌ها به جرم حدود یک زپتوگرم (۱۰-۲۱g) (جرم حدود ۲ اتم طلا) حساس هستند. علاوه بر این، نتایج نشان می‌دهندکه
یک شیء روی این ورقه‌ی گرافنی هم جرم و هم تنش آن را افزایش می‌دهد. این
پدیده‌ی جدیدی است که تاکنون دیده نشده است.
نتایج این تحقیق در مجله‌یNature Nanotechnology منتشر شده‌است
