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

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка