مقدمه: روش پراکندگی رامان بهبودیافتۀ سطحی (SERS)، یکی از روشهای کارآمد برای شناسایی مقادیر اندک و حتی شناسایی تک مولکول است. طیفسنجی رامان به کمک سطوح فلزی زبر میتواند برای شناسایی مقادیر اندک مواد گوناگون به کار گرفته شود. با قرار گرفتن گونههای مختلف در نزدیکی سطح فلز و جذب فیزیکی آنها روی سطح فلزی به علت برهمکنش میان پلاسمونهای سطحی فلز و ارتعاشهای مولکولی گونهها، شدت سیگنال رامان افزایش مییابد. ژلاتین نیز یکی از پرمصرفترین مواد پروتئینی کلوئیدی در صنایع غذایی، دارویی، پزشکی و نظامی است که برای شناسایی این ماده میتوان استفاده از تکنیک SERS را پیشنهاد کرد.
روش بررسی: در این مطالعۀ تجربی، محلول کلوئیدی نقره و محلول کلوئیدی طلا ساخته شدند و با استفاده از روش قطرهافشان با چکاندن محلول کلوئیدی نقره و محلول کلوئیدی طلا برروی زیرلایههای شیشهای مجزا، بسترهای پلاسمونیکی ساخته شدند. در نهایت، با استفاده از این بسترهای پلاسمونیکی و طیفسنجی رامان، بهبود سیگنال رامان ارتعاشهای مولکولی ژلاتین بررسی شدند و درادامه بسترهای پلاسمونیکی نقره و طلا ازنظر آشکارسازی ارتعاشهای مولکولی ژلاتین مقایسه شدند.
یافتهها: قلۀ پلاسمونی نانوذرات نقره و نانوذرات طلا به ترتیب در حدود410 نانومتر و520 نانومتر و مشاهدۀ ساختار FCC در مشخصهیابی XRD آنها، تشکیل نانوذرات نقره و نانوذرات طلا را تأیید کرد. قلۀ پلاسمونی طیف خاموشی بسترهای پلاسمونیکی نقره و بسترهای پلاسمونیکی طلا به ترتیب حدود 442 نانومتر و 553 نانومتر مشاهده شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) بسترهای پلاسمونیکی نشان میدهد که تعداد زیادی از ذرات نقره اندازۀ بین 1400 تا 1500 نانومتر و تعداد زیادی از ذرات طلا اندازۀ بین 1300 تا 1400 نانومتر دارند. زبری که برای بسترهای پلاسمونیکی طلا و نقره در تصویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشاهده میشود، به پراکندگی نور از نقاط زبر کمک میکند. با قرار دادن مولکول ژلاتین روی بسترهای پلاسمونیکی نقره و یا طلا به دلیل تشدید پلاسمونهای سطحی نانوذرات کوچکتر و پراکندگی نور از نانوذرات بزرگتر نقره یا طلا، ارتعاشهای مولکول ژلاتین تقویت شوند و شدت طیف SERS این دو بستر در مقایسه با شدت طیف رامان آنها افزایش مییابد.
نتیجهگیری: در طیفسنجی رامان، بسترهای پلاسمونیکی که با نانوذرات و ذرات بزرگتر نقره و طلا پوشش داده شدهاند، مورد توجه هستند و سیگنال رامان ارتعاشهای مولکولی ژلاتین را به دلیل تشدید پلاسمونهای سطحی نانوذرات نقره و نانوذرات طلا و پراکندگی نور از ذرات بزرگتر نقره و طلا تقویت میکنند. با کاهش غلظت ژلاتین حکاکیشده روی بسترهای پلاسمونیکی به دلیل کاهش تعداد ارتعاشهای مولکولی، سیگنال رامان نیز تضعیف میشود که با افزایش میزان زبری سطح بسترهای پلاسمونیکی میتوان سیگنال رامان را به دلیل افزایش میزان پراکندگی نور از مراکز زبر افزایش داد. درنتیجه با افزایش میزان پراکندگی نور از خود منجر به بهبود سیگنال میشوند. نتایج رامان به دستآمده نشان میدهد که بسترهای پلاسمونیکی حاصل از نانوذرات نقره و نانوذرات طلا با روشهای توسعهیافته نتایج امیدوارکنندهای را برای مطالعات مبتنی بر SERS نشان میدهد و میتواند منجر به توسعۀ نانوحسگرها شود.
بازنشر اطلاعات | |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |