Australiska och italienska forskare har utvecklat en smart sensor som kan upptäcka enstaka molekyler i kemiska och biologiska föreningar - en mycket uppskattad funktion inom medicin, säkerhet och försvar.

Forskarna från University of New South Wales, Swinburne tekniska universitet, Monash University och University of Parma i Italien använde en kemisk och biokemisk avkänningsteknik som kallas ytförstärkt Raman-spektroskopi (SERS), som används för att förstå mer om materialsammansättning.

De kunde kraftigt förstärka teknikens prestanda genom att dra nytta av metallnanostrukturer, som hjälper till att skapa "hotspots" i närheten av metallytorna.

Sensorn skapades med hjälp av guld nanopartiklar som självmonteras på en guld- och kiseldioxidbelagd kiselbas. Detta tillvägagångssätt innebär att nanopartiklarna hittar det perfekta avståndet för att uppnå massor av enhetligt fördelade hotspots på ytan.

Hotspots använde också en värmekänslig polymer som fungerade som en grind för att fånga molekyler, men viktigast av allt också låta dem släppas ner på banan.

"Sensorn visar inte bara en bra SERS-reproducerbarhet utan också förmågan att upprepade gånger fånga och släppa molekyler för enkelmolekylär avkänning, "postdoktor vid Swinburne's Center for Micro-Photonics, Dr Lorenzo Rosa, sa.

"Denna reversibla infångningsprocess gör det möjligt att upptäcka ett överflöd av analytter i en mätning, men också att återanvända SERS-substratet flera gånger."

Tekniken som används i detta arbete har olika tillämpningar för andra mät- och detektionssystem som är känsliga för fukt, pH och ljus.