Smart sensor registrerer enkelt molekyle i kemiske forbindelser

Australske og italienske forskere har udviklet en smart sensor, der kan detektere enkelte molekyler i kemiske og biologiske forbindelser - en højt værdsat funktion i medicin, sikkerhed og forsvar.

Forskerne fra University of New South Wales, Swinburne University of Technology, Monash University og University of Parma i Italien brugte en kemisk og biokemisk sensorteknik kaldet overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS), som bruges til at forstå mere om materialers sammensætning.

De var i stand til i høj grad at forstærke teknikkens ydeevne ved at drage fordel af metal nanostrukturer, som hjælper med at generere 'hotspots' i umiddelbar nærhed af metaloverfladerne.

Sensoren blev skabt ved hjælp af guld nanopartikler, som selv samles på en guld- og silica-belagt siliciumbase. Denne tilgang betyder, at nanopartiklerne finder den perfekte afstand til at opnå masser af ensartet fordelte hotspots på overfladen.

Hotspotsene brugte også en varmefølsom polymer, der fungerede som en port til at fange molekyler, men vigtigst af alt også tillade dem at blive frigivet ned ad banen.

"Sensoren viser ikke kun en god SERS-reproducerbarhed, men også evnen til gentagne gange at fange og frigive molekyler til enkelt-molekylær sansning, "postdoc ved Swinburne's Center for Micro-Photonics, Dr Lorenzo Rosa, sagde.

"Denne reversible fangstproces gør det muligt at detektere en overflod af analytter i én måling, men også at genbruge SERS-substratet flere gange."

Teknikken, der anvendes i dette arbejde, har forskellige anvendelser til andre måle- og detektionssystemer, der er følsomme over for fugt, pH og lys.