«Я считаю, что эта работа принесет пользу исследователям в области поверхностной плазмоники, поскольку предоставит новую стратегию / дизайн для увеличения предела обнаружения с помощью поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS)», — пояснил Сунг Ву Нам, доцент кафедры механики и инженерии в Иллинойсе. . «Эта стратегия механической самосборки позволит создать новый класс трехмерных смятых наноструктур графен-золото (Au). Повышенный предел обнаружения позволит проводить биомедицинский и экологический мониторинг важных молекул с высокой чувствительностью с помощью SERS».
Подложки SERS используются для анализа состава смеси на наноуровне для анализа окружающей среды, фармацевтики, материаловедения, искусства и археологических исследований, судебной медицины, обнаружения лекарств, анализа качества пищевых продуктов и обнаружения отдельных клеток. Используя комбинацию наночастиц золота и серебра и рамановских красителей, субстраты SERS также могут нацеливаться на определенные последовательности ДНК и РНК.«Эта работа демонстрирует уникальные возможности микромасштабных топографий смятых наночастиц графен-Au — трехмерных оптически активных материалов с более высокой плотностью — которые дополнительно усиливаются за счет образования горячих точек, приближающих наночастицы, "объяснил Джуён Лем, аспирант и первый автор исследования" Механически самосборный трехмерный графен? Золотые гибридные наноструктуры для передовых наноплазмонных сенсоров ", опубликованного в Nano Letters. «Мы достигаем трехмерной гибридной структуры смятого графена и золота путем расслоения и коробления графена на термоактивированной усадочной полимерной подложке.
Этот процесс позволяет точно контролировать и оптимизировать размер и расстояние между интегрированными наночастицами Au на смятом графене для более высокого усиления SERS. . "Согласно Нам, трехмерная смятая наноструктура графен-Au демонстрирует, по крайней мере, на порядок более высокую чувствительность обнаружения SERS, чем у обычных плоских наночастиц графен-Au. Гибридная структура дополнительно адаптирована к произвольным криволинейным структурам для продвинутых, in situ, нетрадиционных приложений наноплазмонного зондирования.
«Одним из ключевых преимуществ нашей платформы является ее способность сжиматься и адаптироваться к сложным трехмерным поверхностям, функция, которая ранее не демонстрировалась», — заявил Нам. Более раннее исследование, проведенное исследовательской группой Нэма, было первым, которое продемонстрировало интеграцию графена с множеством различных микроструктурированных геометрий, включая пирамиды, столбы, купола, перевернутые пирамиды и трехмерную интеграцию гибридных структур наночастиц золота / графена.