目前最灵敏的湿度传感器主要利用聚合物因应湿度的变化而缩小或放大，但美国伊利诺大学芝加哥分校(University of Illinois at Chicago)的研究人员们宣称，只要在细菌孢子(惰性菌种)上镶嵌石墨烯量子点，不仅能使其超越聚合物-湿度传感器实现十倍以上的灵敏度，同时还能承受温度、真空与超低湿度的极端环境。

 

"目前还没有哪一种人造材料的反应速度与能量密度能媲美我们的细菌孢子，"Vikas Berry指出，"我们在聚合物与孢子的丰富经验能够超越他们。"

 

 

石墨烯量子点沈积在细菌孢子上，产生了石墨烯涂覆的孢子。为生物电子装置的电池附加电极后， 能够提高对于湿度的灵敏度。（来源：伊利诺伊大学芝加哥分校）
 

 

这种"纳米电子机器人装置"(NERD)基于一种本质上处于休眠状态的细菌孢子。如果它被弄湿了，就会"苏醒"，而且需要营养物质。孢子本身并没有外部需求，即使是在高湿度环境下也不会醒来。然而，由于这种孢子在"等待"湿度条件，以便离开休眠状态，因而对于湿度变化极其敏感。事实上，在低湿度条件下甚至还会变得更敏感，以聚合物为基础的湿度传感器情况则相反。

 

 

由于孢子对于湿度的反应积极，透过连结石墨烯量子点可将反应转换成电子反应。（来源：伊利诺伊大学芝加哥分校）
 

 

为了使其成为一款传感器，Berry与其他研究人员深入研究布满石墨烯量子点的孢子表面，并在孢子两端附加电极。其结果是，即使是在整个频谱上的些微湿度变化，都会导致电极之间的电阻改变——将细菌孢子变成一款湿度传感器。

 

伊利诺大学芝加哥分校博士候选人Phong Nguyen、博士后研究员TS Sreeprasad (现任职休斯顿莱斯大学)，以及堪萨斯州立大学的Alshogeathri、Luke Hibbeler、Fabian Martinez与Nolan McNeiland都共同参与了这项研究。

 

研究资金由美国国家科学基金会(NSF)、美国海军研究署(ONR)以及Terry C. Johnson基础癌症研究中心共同提供。