Инновационные нанолисты способствуют развитию чувствительной рамановской спектроскопии с усилением поверхности

В исследовании, опубликованном в недавнем выпуске журнала Прикладная спектроскопияИсследователи из Нанкинского университета науки и технологий во главе с автором-корреспондентом Руй Лу представили значительный прогресс в области рамановской спектроскопии с усилением поверхности (SERS). Исследование посвящено разработке двумерного аморфного диоксида титана/серебра (a-TiO₂/Ag) нанолисты, демонстрирующие их потенциал в качестве высокочувствительных субстратов SERS для химического обнаружения.

Чтобы изучить возможности химического улучшения аморфных полупроводников и повысить чувствительность подложек SERS, исследовательская группа применила уникальный подход. Диоксид титана (TiO₂) прекурсоры подверглись прокаливанию при разных температурах, в результате чего образовались как кристаллизованный TiO, так и кристаллический TiO.₂ (c-TiO₂) и аморфный TiO₂ (a-TiO₂) нанолисты. Впоследствии двумерный a-TiO₂Подложка SERS из нанолиста /Ag была успешно изготовлена ​​​​путем электростатического взаимодействия между a-TiO.₂ и наночастицы серебра (Ag).

Эффективность a-TiO₂/Ag нанолисты по сравнению с c-TiO₂ и только наночастицы Ag были продемонстрированы с использованием зондовых молекул SERS родамина 6G (R6G) и малахитового зеленого (MG). Результаты показали, что a-TiO₂Нанолисты /Ag производят высокочувствительные и повторяемые сигналы комбинационного рассеяния света. Примечательно, что пределы обнаружения для R6G и MG были определены как 10⁻¹¹ М и 10^–10 M соответственно, демонстрируя исключительную чувствительность подложки. Система продемонстрировала коэффициент усиления (EF) до 1 × 10.⁸подчеркивая его превосходные характеристики в улучшении сигналов комбинационного рассеяния света.

Более того, исследование показало, что предел обнаружения 4-меркаптобензойной кислоты и ализаринового красного достигал впечатляющих 1 × 10^–8. В дополнение к экспериментальным результатам было проведено конечно-разностное моделирование во временной области для оценки напряженности магнитного поля, генерируемого наночастицами Ag. Результаты моделирования показали, что фактический EF был немного меньше расчетного, что подчеркивает положительное влияние a-TiO.₂ нанолисты по химическому усилению ГКР.

Инновационный подход, представленный в этом исследовании, не только расширяет наше понимание субстратов SERS, но также открывает возможности для высокочувствительного и надежного химического обнаружения. Разработка a-TiO₂/Ag-нанолисты перспективны для различных применений, от мониторинга окружающей среды до биомедицинской диагностики. Поскольку научное сообщество продолжает исследовать новые горизонты в области наноматериалов, это исследование подчеркивает потенциал двумерных аморфных нанолистов в продвижении применения аналитических методов SERS на благо различных отраслей промышленности.

Эта статья была написана с помощью искусственного интеллекта и отредактирована для обеспечения точности и ясности. Вы можете прочитать больше о нашем политика использования ИИ здесь.

Ссылка

(1) Чжан Л.; Ву, С.; Лу, Р. и др. Двумерные аморфные нанолисты диоксида титана/серебра (TiO2/Ag) как подложка для рамановской спектроскопии с усиленной поверхностью для высокочувствительного обнаружения. Прил. Спектроск. 2023 год9 ноября. DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00251.