We investigate the thermal conductivity of suspended graphene as a function of the density of defects, ND, introduced in a controllable way. High-quality graphene layers are synthesized using chemical vapor deposition, transferred onto a transmission electron microscopy grid, and suspended over ∼7.5 μm size square holes. Defects are induced by irradiation of graphene with the low-energy electron beam (20 keV) and quantified by the Raman D-to-G peak intensity ratio. As the defect density changes from 2.0 × 1010 cm−2 to 1.8 × 1011 cm−2 the thermal conductivity decreases from ∼(1.8 ± 0.2) × 103 W mK−1 to ∼(4.0 ± 0.2) × 102 W mK−1 near room temperature. At higher defect densities, the thermal conductivity reveals an intriguing saturation-type behavior at a relatively high value of ∼400 W mK−1. The thermal conductivity dependence on the defect density is analyzed using the Boltzmann transport equation and molecular dynamics simulations. The results are important for understanding phonon – point defect scattering in two-dimensional systems and for practical applications of graphene in thermal management.

Divalent mercuric (Hg(2+)) ion and monomethyl mercury (CH3Hg(+)) are two forms of mercury that are known to be highly toxic to humans. In this work, we present a highly selective, sensitive and label-free chemiresistive biosensor for the detection of both, Hg(2+) and CH3Hg(+) ions using DNA-functionalized single-walled carbon nanotubes (SWNTs). The SWNTs were functionalized with the capture oligonucleotide, polyT, using a linker molecule. The polyT was hybridized with polyA to form a polyT:polyA duplex. Upon exposure to mercury ions, the polyT:polyA duplex dehybridizes and a T-Hg(2+)-T duplex is formed. This structure switch leads to the release of polyA from the SWNT surface and correspondingly a change in the resistance of the chemiresistive biosensor is observed, which is used to quantify the mercury ion concentration. The biosensor showed a wide dynamic range of 0.5 to 100 nM for the detection of CH3Hg(+) ions in buffer solution with a sensitivity of 28.34% per log (nM) of CH3Hg(+). Finally, real world application of the biosensor was demonstrated by the detection of Hg(2+) and CH3Hg(+) ions in simulated saliva samples spiked with a known concentration of mercury ions.