Grafen kan utnyttjas i sensorer som kan detektera kväveoxider med låg koncentration. Enligt Bo Hammarlund, affärsutvecklare och styrelseordförande på SenSiC, hoppas företaget under de närmaste åren på nya produkter för miljöövervakning och motorstyrning, utvecklade från SenSiCs kiselkarbidplattform.

Grafen är inte bara intressant från ett rent elektronikperspektiv utan också för sensorområdet.
Sedan tidigare har det varit känt att den elektriska ledningsförmågan hos kolnanorör (vilka i princip kan illustreras som grafen som rullats ihop så att de bildat rör) ändras relativt mycket i närvaro av vissa gasformiga ämnen. Nyligen har det också visats att grafen är mycket känsligt mot framförallt kväveoxider (som bildas vid de flesta typer av förbränningar). Bland dessa är kvävedioxid extremt hälsovådlig. Föörutom att orsaka allvarliga medicinska tillstånd vid direkt exponering – exempelvis lungödem – ligger bland annat kvävedioxid bakom bildandet av smog i våra storstäder.
En människa som utsätts för så låg koncentration som 40 ppb (4 miljondels procent) under en längre tid riskerar att drabbas av permanenta hälsoproblem. Trots dagens stränga emissionslagstiftning är halten kvävedioxid på många platser runt 30 ppb och kan lokalt nå högre nivåer.
Dr. Ruth Pearce, verksam inom FunMat (Funktionella nanostrukturerade Material), ett VINN Excellence Centre vid Linköpings Universitet under professor Lars Hultmans ledning, har visat att sensorer baserade på grafen kan detektera så små halter av kvävedioxid som 10 ppb.
En viktig del i framgången utgörs också av samarbetet med professor Rositza Yakimova och hennes grupp, också vid Linköpings Universitet. Gruppen har utvecklat en metod för framställning av högkvalitativ grafen på halvledarmaterialet kiselkarbid.
Det är från denna plattform dr Pearce designat en helt ny typ av smart, grafenbaserad sensor som ger möjlighet att öka känsligheten ännu mer och samtidigt reducera svarstiden. Denna är nu under utveckling för SenSiCs räkning.
SenSiC är ett startuppföretag från Linköpings Universitet, finansierat av bland annat Energimyndigheten och Vinnova, vars produkter till stor del bygger på de forskningsresultat som genererats under de senaste 10 åren inom professor Anita Lloyd Spetz grupp för kiselkarbidbaserade gassensorer. SenSiCs affärsområde är sensorbaserad miljö-/ emissionsövervakning samt styrning/ optimering av förbränningsprocesser för att minimera utsläpp och öka verkningsgraden.
– Som en av flera industripartners i FunMat-centret försöker vi förutom vårt intresse i grundforskningen bidra med att ta bra idéer från forskarvärlden mot kommersialisering, säger vd Lars Hammarlund. Vi har i dagsläget gassensorer för emissionsmätningar och reglering av t ex biovärmesystem.
Enligt Bo Hammarlund, affärsutvecklare och styrelseordförande på SenSiC, hoppas företaget under de närmaste åren på nya produkter inom t ex miljöövervakning och motorstyrning, utvecklade från kiselkarbid-plattformen.
– Grafensensorn skulle kunna bli ett kostnadseffektivt alternativ vid miljöövervakning. Vi ser att NO₂-mätningar på ppb-nivå kan användas för övervakning av luftkvaliteten, t ex i förarhytten på transport- och anläggningsfordon.
Förutom samarbetet inom FunMat deltar också SenSiC i ett antal utvecklingsprojekt samt ett större EU-projekt för att kunna skala upp tillverkningen och ytterligare kvalitetssäkra existerande och framtida produkter och företagets ledning ser ljust på framtiden.
– Sensorer och sensorteknik är ett område som är på stark frammarsch, avslutar Bo Hammarlund.

Filed under: SvenskTeknik