• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Plasmoniska silvernanopartiklar avancerar mot ultrasnabb enmolekyldetektion

    DDA-beräknade extinktionsspektra för AgNCs i (A) FF- och (B) EE-orientering vid olika separationsavstånd för dimeren (2, 4, 8, 10, och 20 nm). Det infallande ljuset polariseras längs partikelaxeln.

    Detektering av ultralåga koncentrationer av ämnen kräver enheter som kan ge ultrasnabb informationsbehandling och erbjuda höga detektionsgränser. Plasmoniska metall nanopartiklar, speciellt de gjorda av guld och silver, erbjuder betydande löfte att upptäcka ämnen snabbt och ner till enmolekylnivå.

    Denna förmåga beror på så kallad "lokaliserad ytplasmonresonans". Denna egenskap gör att nanopartiklarna absorberar och sprider ljus mycket effektivt när de utsätts för elektromagnetisk strålning. Genom att begränsa fältet, eller hot spot, mellan nanopartiklar, där det okända ämnet är fångat, exakt information kan erhållas som inte är möjlig med andra detekteringstekniker.

    En ny studie har nu avancerade silvernanopartiklar mot målet att detektera en enda molekyl. Verket av Nasrin Hooshmand och Mostafa El-Sayed, senior forskare och professor, respektive, i School of Chemistry and Biochemistry — publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

    Genom att använda nya modeller för koppling mellan nanopartiklar, forskarna har uppnått snävare hot spots, ned till 2 nanometer från varandra. För metalliska nanopartiklar med skarpa kanter, ljus kan vara starkt lokaliserat runt hörnen. Därför, silver nanokuber i kant-till-kant-konfiguration med ett 2-nanometers mellanrum ger en betydligt högre plasmonisk respons, det är, de absorberar och sprider sedan ljus mellan de intilliggande silvernanopartiklarna snabbare och mer effektivt än andra konfigurationer.

    "Dessa partiklar kan användas i ytförstärkt spektroskopi för att designa känsligare optiska sensorer, som har många tillämpningar inklusive enkelmolekylspektroskopi, biomedicinska och ultrasnabba optoelektroniska tillämpningar, " säger Hooshmand. "Till exempel, att identifiera spårnivåer av farligt material i säkerheten, eller för att övervaka realtidskarakterisering av biomolekylära bevis i biologisk avkänning, denna upptäckt öppnar nya möjligheter att övervinna begränsningarna hos konventionella sensorer som nu används för dessa mätningar."

    (A) Fältförstärkningsvärden för FF AgNCs och EE AgNCs vid varierande separationsavstånd för dimeren (2, 4, 8, 10, och 20 nm). Våglängden för excitation valdes baserat på toppmaximum inom extinktionsspektra i fig. 1 för varje separationsavstånd. (B–E) Fältkontur- och polarisationsvektorplottar för dimeren av 42 nm FF AgNCs och EE AgNCs vid 2 nm separation.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com