「魔法の素材」グラフェン

「魔法の素材」グラフェンは、COVID-19の迅速かつ正確な検出に利用できる。
海外メディアの報道によると、イリノイ大学シカゴ校の研究者らは、既知の材料の中で最も強く、最も薄い材料の一つであるグラフェンを用いて、実験室でSARS-CoV-2ウイルスを検出することに成功した。研究者らは、この発見はCOVID-19の検出における画期的な進歩となる可能性があり、COVID-19とその変異株との闘いに活用できると述べている。
この実験では、研究者たちはグラフェンシート厚さわずか1/1000の切手に、COVID-19の悪名高い糖タンパク質を標的とするように設計された抗体を結合させたグラフェンシートを作製した。次に、人工唾液中のコロナウイルス陽性サンプルとコロナウイルス陰性サンプルの両方にグラフェンシートを曝露させたときの原子レベルの振動を測定した。抗体結合グラフェンシートの振動は、コロナウイルス陽性サンプルで処理すると変化したが、コロナウイルス陰性サンプルや他のコロナウイルスで処理した場合は変化しなかった。ラマン分光計と呼ばれる装置で測定した振動の変化は、5分で明らかになった。彼らの研究結果は、2021年6月15日にACS Nano誌に掲載された。
「社会は明らかに、新型コロナウイルスとその変異株を迅速かつ正確に検出するためのより良い方法を必要としており、この研究は真の変革をもたらす可能性を秘めている。改良されたセンサーは新型コロナウイルスに対して高い感度と選択性を持ち、高速かつ低コストである」と、論文の筆頭著者であるヴィカス・ベリー氏は述べている。独自の特性「魔法の素材」であるグラフェンは非常に汎用性が高く、それがこの種のセンサーを可能にしている。
グラフェンは、SP2ハイブリッド結合した炭素原子が単層の二次元ハニカム格子構造に密に詰まった新しい材料です。炭素原子は化学結合で結びついており、その弾性と運動によって共鳴振動（フォノンとも呼ばれる）が生じ、これを非常に正確に測定することができます。SARS-CoV-2のような分子がグラフェンと相互作用すると、これらの共鳴振動が非常に特異的かつ定量化可能な形で変化します。研究者らによると、グラフェン原子スケールセンサーの潜在的な応用分野は、COVID-19の検出からALS、がんまで、拡大し続けているとのことです。