Les nanofeuilles innovantes propulsent les progrès de la spectroscopie Raman améliorée par surface sensible

Dans une étude publiée dans la récente édition de Spectroscopie appliquée, des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Nanjing, dirigés par l’auteur correspondant Rui Lu, ont dévoilé une avancée significative dans le domaine de la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS). L’étude se concentre sur le développement de dioxyde de titane/argent amorphe bidimensionnel (a-TiO₂/Ag), démontrant leur potentiel en tant que substrats SERS hautement sensibles pour la détection chimique.

Pour explorer l’amélioration chimique des semi-conducteurs amorphes et augmenter la sensibilité des substrats SERS, l’équipe de recherche a utilisé une approche unique. Dioxyde de titane (TiO₂) les précurseurs ont subi une calcination à différentes températures, entraînant la génération à la fois de TiO cristallisé₂ (c-TiO₂) et TiO amorphe₂ (a-TiO₂) nanofeuilles. Par la suite, un a-TiO bidimensionnel₂/Ag nanosheet SERS substrat a été fabriqué avec succès grâce à une interaction électrostatique entre a-TiO₂ et des nanoparticules d’argent (Ag).

L’efficacité de l’a-TiO₂/Nananofeuilles d’Ag par rapport au c-TiO₂ et les nanoparticules d’Ag seules ont été démontrées à l’aide des molécules sondes SERS, rhodamine 6G (R6G) et vert malachite (MG). Les résultats ont révélé que a-TiO₂Les nanofeuilles /Ag ont produit des signaux Raman très sensibles et reproductibles. Fait remarquable, les limites de concentration détectables pour le R6G et le MG ont été déterminées à 10⁻¹¹ M et 10^-dix M, respectivement, mettant en valeur la sensibilité exceptionnelle du substrat. Le système présentait un facteur d’amélioration (EF) allant jusqu’à 1 × 10⁸soulignant ses performances supérieures dans l’amélioration des signaux Raman.

De plus, l’étude a révélé que la limite de détection de l’acide 4-mercaptobenzoïque et du rouge d’alizarine atteignait un impressionnant 1 × 10.^–8. En complément des résultats expérimentaux, une simulation dans le domaine temporel par différences finies a été réalisée pour évaluer l’intensité du champ magnétique généré par les nanoparticules d’Ag. Les résultats de la simulation suggèrent que le FE réel était légèrement inférieur à celui calculé, soulignant l’impact positif de l’a-TiO.₂ nanofeuilles sur l’amélioration chimique du SERS.

L’approche innovante présentée dans cette étude fait non seulement progresser notre compréhension des substrats SERS, mais ouvre également la voie à une détection chimique hautement sensible et fiable. Le développement de a-TiO₂Les nanofeuilles /Ag sont prometteuses pour diverses applications, allant de la surveillance environnementale aux diagnostics biomédicaux. Alors que la communauté scientifique continue d’explorer de nouvelles frontières dans le domaine des nanomatériaux, cette étude met en évidence le potentiel des nanofeuilles amorphes bidimensionnelles pour faire progresser l’application des techniques analytiques SERS au profit de diverses industries.

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Référence

(1) Zhang, L. ; Wu, S. ; Lu, R. et al. Nanofeuilles de dioxyde de titane amorphe bidimensionnel/argent (TiO2/Ag) comme substrat de spectroscopie Raman à surface améliorée pour une détection hautement sensible. Appl. Spectrosc. 20239 novembre. DOI : 10.1021/acs.analchem.3c00251