Как новая технология наносенсоров позволяет обнаруживать отдельные молекулы?

Исследовательская группа из Нано-оптической лаборатории факультета физики Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) разработала революционную технологию сверхточных сенсоров, способных обнаруживать вещества на уровне отдельных молекул. Результаты исследования были опубликованы в престижном научном журнале Advanced Optical Materials.
Как новая технология наносенсоров позволяет обнаруживать отдельные молекулы?
Изображение носит иллюстративный характер

Ключевым достижением ученых стало создание плазмонной структуры, способной точно регулировать нанометровые зазоры в ответ на изменения температуры. Эта инновация позволяет в реальном времени подстраивать размер нанозазоров под размер исследуемых молекул, что значительно повышает чувствительность и точность анализа.

Разработанная технология основана на методе спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния света (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS). Этот аналитический метод использует сильное ближнее поле, создаваемое локализованным поверхностным плазмонным резонансом. Для его реализации исследователи применили металлические наноструктуры на основе тонких золотых пленок, которые способны усиливать сигналы комбинационного рассеяния молекул в миллионы раз.

Особенностью новой технологии является использование гибких подложек для динамической модуляции нанозазоров. Это позволяет точно контролировать расстояние между наночастицами, что критически важно для усиления сигнала при обнаружении единичных молекул.

Технические характеристики разработанных сенсоров впечатляют: коэффициент усиления сигнала SERS составляет примерно 10⁷, а предел обнаружения достигает 10⁻¹² моль/л, что делает возможным детектирование отдельных молекул. Эти показатели значительно превосходят возможности традиционных сенсоров.

Руководитель исследования, доктор Махса Хаддади Могаддам, отметила: «Наши температурно-контролируемые нанозазоры обеспечивают гораздо более высокую чувствительность по сравнению с обычными SERS-сенсорами. Это открывает новые возможности для анализа на уровне отдельных молекул».

Потенциальные области применения новой технологии включают высокоточную медицинскую диагностику, мониторинг окружающей среды и фундаментальные исследования в области молекулярной биологии и химии. Благодаря возможности обнаруживать ничтожно малые концентрации веществ, эти сенсоры могут произвести революцию в раннем выявлении заболеваний и обнаружении загрязнителей окружающей среды.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка