Forskare från fakulteterna för kemi och materialvetenskap vid Lomonosov Moscow State University har utvecklat ett nytt sätt att öka känsligheten för att upptäcka flyktiga föreningar, speciellt klor, använder metalliska nanopartiklar. Verket har publicerats i Talanta tidning.

Metalliska nanopartiklar, särskilt nanopartiklar av guld och silver, används ofta inom analytisk kemi. Bland deras applikationer finns optiska sensorer baserade på ytplasmonisk resonans i kolloidala lösningar och på fasta underlag. Moderna optiska sensorer har avsevärda fördelar som hög känslighet, enkel att detektera en analytisk signal och justerbarhet av de optiska och laboratorieanalysparametrarna. Ändå, dessa enheter har vissa begränsningar när det gäller selektivitet.

Det händer på grund av aggregationen av nanopartiklar, vilket sker på grund av hög jonstyrka. Jonskiktet som bildas på ytan av partiklarna kallas det dubbla elektriska skiktet, och kännetecknas av en elektrokinetisk potential, även känd som zetapotentialen. Med en minskning av zetapotentialen, den elektrostatiska stabiliseringen av nanopartiklar sker inte.

Problemet kan lösas om nanopartiklarna fästs på fasta underlag; forskare skaffar sedan mikro- eller nanosensorer baserade på fasta partiklar. Det finns inte många matrismaterial för dessa sensorer, och processen att fästa nanopartiklarna på stöd är komplicerad, så forskarna började arbeta för att modifiera ytan på sensormatriser. För det målet, de föreslog att separera nanopartiklarna från joner och kemiska föreningar samtidigt som de behöll sin känslighet.

De ryska kemisterna uppfann en teknik som kombinerar optisk detektion med papperstestremsor med triangulära silvernanopartiklar spridda över dem, och dynamisk gasextraktion—extraktion av en förening från en lösning eller en torr blandning med hjälp av flytande gaser. Viabiliteten av denna teknik demonstrerades genom att detektera klor. Klor används ofta för att rena vatten, eftersom det förstör de yttre skalen av bakterier och virus. Ändå, problemet med att bestämma klorkoncentrationen i vatten är fortfarande relevant, eftersom de befintliga teknikerna inte är tillräckligt känsliga.

Aleksej Furletov, student vid Lomonosov Moscow State University, en av tidningens författare, säger:"Tekniken tillåter oss att bestämma små mängder gasformigt klor i närvaro av stora koncentrationer av främmande föreningar utan provberedning. Detta tillvägagångssätt kan tillämpas på andra analytiska system baserade på metallnanopartiklar, vilket öppnar stora möjligheter för vidareutveckling av detta område av kemisk analys."