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“褶皱”设计助力表面增强拉曼光谱的灵敏度
发布:lee_9124   时间:2015/11/19 11:04:43   阅读:987 
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最近,来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员,使用了一种新型增加“褶皱”的方法增加了石墨烯-金纳米结构的表面积,这不仅改善了材料的敏感性,更是开启了其在电子和光学传感领域应用的新篇章。

“这项工作采用了一种全新的设计思路,会显著提高表面增强拉曼光谱(SERS)的检测限,这将让表面等离子领域的研究人员大为受益,”来自伊利诺伊大学机械科学与工程学院的助理教授SungWoo Nam解释道,“这种机械上自组装的设计将能生产出一种含有全新褶皱结构的石墨烯-金纳米结构材料。而检测限的增强将使在生物医学和环境上用表面增强拉曼光谱法检测高灵敏度的重要分子变为可能。”

表面增强拉曼光谱的衬底常用在纳米尺度的环境分析、药物、材料科学、艺术和考古研究、法医学、药物检测、食品质量分析、以及单细胞检测分析等方面混合物的组合分析。而通过使用金、银纳米颗粒和拉曼活性染料的组合,表面增强拉曼光谱的衬底也可以用于分析特定的DNA和RNA序列。

近期,一篇题为“一种机械上自组装的三维石墨烯-金纳米混合结构材料在先进纳米等离子体传感器上得到应用”的文章发表在纳米学报上。从事该项研究的第一作者Juyoung Leem解释说: “这项工作证实了含有小至纳米级褶皱的石墨烯-金纳米颗粒的独特性能——高密度以及三维光学活性,这种特性由于热点的形成而得到强化,也让纳米粒子间更为紧密,我们通过对热激活状态的石墨烯进行分层和弯折处理使聚合物的基体收缩,从而得到三维方向上褶皱的石墨烯-金的混合结构。该工艺能够准确地控制并优化在褶皱的石墨烯上所集成的金纳米粒子的尺寸和间距,并增强表面增强拉曼光谱的灵敏度。”

据Nam 所述,拥有三维褶皱的石墨烯-金纳米结构在表面增强拉曼光谱的检测敏感性上比常规的表面平坦的石墨烯-金纳米粒子至少高一个数量级。这种混合结构能进一步加工成任意的曲线形,在先进的、非常规的纳米等离子体传感器上得到应用。

“我们平台的核心优势是它能够收缩并且改造成复杂的三维曲面的能力,这是以前所没有出现过的。”Nam陈述道。Nam的研究小组早期开展的一个的研究就首次证明了石墨烯可以整合成各种不同微结构的几何形状,包括金字塔,柱状,圆顶,倒金字塔形状等,并且和金颗粒一起组成石墨烯-金纳米粒子的混合结构。


来源:材料人网
 
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