(Phys.org)-Många organiska föroreningar i luften och i dricksvatten måste detekteras vid mycket låga halter. Forskning publicerad av laboratoriet i Prashant V. Kamat, John A. Zahm professor i vetenskap vid University of Notre Dame, kan vara till nytta för att upptäcka dessa föroreningar.
Kamat-laboratoriet använder Surface-Enhanced Raman-spektroskopi för att använda silver-nanopartiklar för att öka känslighetsgränsen för kemisk detektion. Forskare i denna studie har förberett en halvledar-grafen-metallfilm som har distinkta fördelar:Absorptionen av organiska molekyler på filmens grafenyta ökar den lokala föroreningskoncentrationen intill silvernanopartiklar.
Forskarna har undersökt användningen av grafenoxidfilmer där halvledaren titandioxid (TiO 2 ) och metallnanopartiklar deponeras på motsatta sidor av grafenytan. "Vi arbetar för närvarande för att upptäcka miljöföroreningar på ännu lägre nivåer, Säger Kamat. "Noggrann kontroll av metallstorlek och belastning kommer att vara nyckeln till att optimera remsor för att testa vattenkvaliteten."
Under UV -belysning, elektronerna från TiO2 fångas upp av grafenoxidfilmen och skjuts över filmen för att reducera metalljoner till metallnanopartiklar. Denna elektronhoppningsprocess över grafenoxidfilmen möjliggör design av en sidoseparerad nanopartikelarkitektur av halvledarmetall.
Grafen, en tvådimensionell kristallin form av kol, är känd för sin anmärkningsvärda mekaniska styrka, mycket hög termisk och elektrisk ledningsförmåga och många olika tillämpningar. Även om de ledande egenskaperna hos grafenark som deponeras på olika substrat är väl förstådda, Kamat-gruppen har visat att transporten av elektroner inte är begränsad till 2-D-planet. Här, elektronens hoppning från ena sidan av grafen möjliggör den sidoselektiva avsättningen av silvernanopartiklar.
”En annan potentiell tillämpning är inom området för fotokatalytisk produktion av solbränslen, "Säger Kamat." Till exempel, med halvledarnanopartiklar på ena sidan av ett grafenark och en metallkatalysator på andra sidan, man kan skapa en hybridaggregat som selektivt kan dela upp vatten i syre och väte. ”
