科普时报讯（实习生王雨珂）美国加州大学圣地亚哥分校的工程师开发了一种用石墨烯制成的超灵敏传感器，可以检测水中极低浓度的铅离子。

该设备实现了铅的检测极限值达到飞摩尔（物质量的单位）范围，比以前的技术灵敏度高100万倍。这项科研成果日前在国际学术期刊《纳米快报》上发表。

铅暴露是一个严重的健康问题。专家曾指出，饮用水中铅浓度达到十亿分之一，可能会影响人类生长发育。

该项研究中的设备由安装在硅片上的单层石墨烯组成。石墨烯具有显著的电导率和表面体积比，为传感应用提供了一个理想的平台。研究人员通过将分子连接到石墨烯层的表面，来增强石墨烯层的传感能力。

研究人员使用适配体作为离子受体，即短的单链DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸），通过定制DNA或RNA序列进一步增强受体对铅离子的结合亲和力，这将确保传感器只有在与铅离子结合时才会触发。

研究人员还分析了系统的热力学参数，如结合能、电容变化和分子构象，发现它们在优化传感器性能方面发挥了关键作用。通过优化每个热力学参数，以及整个系统的设计，从电子和材料一直到离子受体，研究人员创建了一个传感器，可以通过前所未有的灵敏度和特异性检测铅离子。

论文作者班达鲁希说，这项技术旨在克服成本和可靠性问题。鉴于其相对易于制造，我们的最终目标是将它用在家庭中。