die Kaiserin Zigarre inspiriert ultraempfindliche optische Sensoren
Die Pfefferminze (Mandatory Megapompony) sieht aus wie ein Insekt, aber seine Flügel sind ein fast transparentes Blatt, das unter dem Mikroskop ein geordnetes Muster von Nanopillars Nanometrisch.
Die Ermittler haben die Flügel und sie mit Silber mit zwei Techniken: Kathodenspray (Sputtern) und Elektronenstrahlverdampfung. Mit dem ersten erhielten sie zylindrische Strukturen und durch Abscheidung von 45 nm Silber betrug der Raum zwischen Säulen etwa 5 nm.
Dieses winzige Loch erzeugt die Anrufe Hot Spotsdie das elektromagnetische Feld konzentrieren und die Technik verbessern SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering). Mit einem 633 nm Laser und 6G-Roamin als Referenz wurde das Raman-Signal deutlich verstärkt.
Diese Sensoren könnte in Medizin Biomarker zu erkennen, in der Kontrolle Umwelt zur Identifizierung von Schadstoffen und in industriellen Prozessen, bei denen es erforderlich ist, Verbindungen auf nahezu unmerklichem Niveau zu überwachen. Die einzige Herausforderung ist die natürliche Variabilität der Flügel.
wie eine Zigarre zu einem ultraempfindlichen Sensor wird
Die Flügel der Pfefferminze werden mit Nanopillars perfekt ausgerichtet, eine Struktur, die Wissenschaft oft versucht, mit teuren industriellen Prozessen zu reproduzieren.
Durch die Reinigung und Fixierung auf einem Träger machen Wissenschaftler sie zum idealen Substrat für die Technik. SERS, die Metalloberflächen mit winzigen Löchern benötigt.
der Trick des Silbers, das das Signal multipliziert
Die Nanopillaren wurden mit Silber von Sputtern und Verdampfung durch Elektronenstrahl. Die erhaltene 45 nm-Schicht mit Sputtern einen Raum von nur 5 nm zwischen Säulen hinterlassen, Hot Spots das das Raman-Signal verstärkt.
In Nachweis mit einem Laser von 633 nm und 6G war das Signal viel stärker als bei unmodifizierten Flügeln, was die Überlegenheit der zylindrischen Geometrie bestätigt.
Wofür sind diese Sensoren im realen Leben?
Dank ihrer hohen Empfindlichkeit, diese Sensoren Moleküle in extrem niedrigen Konzentrationen detektieren können, so dass sie nützlich in Medizin bei frühen Diagnosen, in der Kontrolle Umwelt Schadstoffe zu identifizieren und in der Industrie kritische Verbindungen zu überwachen.
Die Haupt Herausforderung Die natürliche Variabilität der Flügel bleibt, da jeder etwas anders ist, aber der Ansatz eröffnet eine praktische Möglichkeit, Sensoren zugänglicher zu machen.