Al "arrugarse" para aumentar el área de superficie de las nanoestructuras de oro y grafeno, los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han mejorado la sensibilidad de estos materiales, abriendo la puerta a nuevas oportunidades en aplicaciones electrónicas y de detección óptica.
"Creo que este trabajo beneficiará a los investigadores en el área de plasmónicos de superficie al proporcionar una nueva estrategia / diseño para mejorar el límite de detección de espectroscopía Raman SERS de superficie mejorada", explicó SungWoo Nam, profesor asistente de ciencia e ingeniería mecánicaen Illinois. "Esta estrategia de autoensamblaje mecánico permitirá una nueva clase de nanoestructuras de oro Au de grafeno arrugado en 3D. El límite mejorado de detección permitirá el monitoreo biomédico y ambiental de moléculas importantes con alta sensibilidad por SERS".
los sustratos SERS se utilizan para analizar la composición de una mezcla a nanoescala para análisis medioambientales, productos farmacéuticos, ciencias de los materiales, investigación arqueológica y artística, ciencias forenses, detección de drogas, análisis de calidad de alimentos y detección de células individuales. Utilizando una combinación de oroy nanopartículas de plata y tintes activos Raman, los sustratos SERS también pueden apuntar a secuencias específicas de ADN y ARN.
"Este trabajo demuestra la capacidad única de las topografías de micro a nanoescala de las nanopartículas de grafeno-Au arrugadas - materiales ópticamente activos tridimensionales de mayor densidad - que se mejoran aún más por la formación de puntos calientes, lo que lleva las nanopartículasmás cerca ", explicó Juyoung Leem, un estudiante graduado y primer autor del estudio," Nanoestructuras híbridas de oro de grafeno tridimensional mecánicamente autoensamblado para sensores nanoplasmónicos avanzados ", publicado en Nano letras . "Logramos una estructura híbrida 3D de grafeno arrugado? Au por la delaminación y pandeo del grafeno en un sustrato de polímero termocontraíble activado. Este proceso permite un control preciso y la optimización del tamaño y la separación de nanopartículas de Au integradas en grafeno arrugado paramayor mejora de SERS "
Según Nam, la nanoestructura 3D de grafeno-Au arrugado exhibe al menos un orden de magnitud mayor sensibilidad de detección de SERS que la de las nanopartículas de grafeno-Au convencionales, planas. La estructura híbrida se adapta aún más a estructuras curvilíneas arbitrarias para avanzadas, in situ, no convencionales, aplicaciones de detección nanoplasmónicas.
"Una de las ventajas clave de nuestra plataforma es su capacidad para reducir y adaptarse a superficies 3D complejas, una función que no se había demostrado previamente", afirmó Nam. Un estudio anterior del grupo de investigación de Nam fue el primero en demostrar la integración del grafenoen una variedad de diferentes geometrías microestructuradas, incluidas pirámides, pilares, cúpulas, pirámides invertidas y la integración 3D de estructuras híbridas de nanopartículas de oro / grafeno.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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