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.
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.
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.
