Al "arrugarse" para aumentar el área de superficie de las nanoestructuras de grafeno-oro, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han mejorado la sensibilidad de estos materiales, abriendo la puerta a nuevas oportunidades en aplicaciones de detección óptica y electrónica.

"Creo que este trabajo beneficiará a los investigadores en el área de plasmónicos de superficie al proporcionar una nueva estrategia / diseño para mejorar el límite de detección de espectroscopía Raman mejorada de superficie (SERS), "explicó SungWoo Nam, profesor asistente de ciencias mecánicas e ingeniería en Illinois. "Esta estrategia de autoensamblaje mecánico permitirá una nueva clase de nanoestructuras de oro (Au) de grafeno arrugado 3D. El límite de detección mejorado permitirá el monitoreo biomédico y ambiental de moléculas importantes a alta sensibilidad por SERS".

Los sustratos SERS se utilizan para analizar la composición de una mezcla a nanoescala para el análisis ambiental, productos farmacéuticos, ciencias de los materiales, arte e investigación arqueológica, ciencia forense, detección de drogas, análisis de la calidad de los alimentos, y detección de células individuales. Usando una combinación de nanopartículas de oro y plata y tintes activos Raman, Los sustratos de SERS también pueden apuntar a secuencias específicas de ADN y ARN.

"Este trabajo demuestra la capacidad única de las topografías de micro a nanoescala de las nanopartículas de grafeno-Au arrugadas, de mayor densidad, materiales ópticamente activos tridimensionales, que se mejoran aún más por la formación de puntos calientes, acercando las nanopartículas, "explicó Juyoung Leem, un estudiante de posgrado y primer autor del estudio, "Autoensamblado mecánicamente, Nanoestructuras híbridas de oro de grafeno tridimensional para sensores nanoplásmicos avanzados, " publicado en Nano letras . "¿Logramos una estructura híbrida de grafeno arrugado 3D? Au mediante la delaminación y el pandeo del grafeno en una estructura activada térmicamente, sustrato de polímero retráctil. Este proceso permite un control preciso y la optimización del tamaño y el espaciado de las nanopartículas de Au integradas en grafeno arrugado para una mayor mejora de SERS ".

Según Nam, la nanoestructura de grafeno arrugado 3D? Au exhibe al menos un orden de magnitud mayor sensibilidad de detección de SERS que la convencional, nanopartículas de grafeno plano? Au. La estructura híbrida se adapta aún más a estructuras curvilíneas arbitrarias para avanzados, en el lugar, no convencional, Aplicaciones de detección nanoplásmica.

"Una de las ventajas clave de nuestra plataforma es su capacidad para encogerse y adaptarse a superficies 3D complejas, una función que no se ha demostrado previamente, Nam declaró. Un estudio anterior del grupo de investigación de Nam fue el primero en demostrar la integración del grafeno en una variedad de diferentes geometrías microestructuradas, incluyendo pirámides, pilares, cúpulas pirámides invertidas, y la integración 3D de estructuras híbridas de nanopartículas de oro / grafeno.