Des scientifiques à la recherche de traces de drogues, Les composants de fabrication de bombes et d'autres produits chimiques mettent souvent en lumière les matériaux qu'ils analysent.

Cette approche est connue sous le nom de spectroscopie, et cela implique d'étudier comment la lumière interagit avec des quantités infimes de matière.

L'un des types de spectroscopie les plus efficaces est la spectroscopie d'absorption infrarouge, que les scientifiques utilisent pour déceler les drogues améliorant les performances dans les échantillons de sang et les minuscules particules d'explosifs dans l'air.

Alors que la spectroscopie d'absorption infrarouge s'est considérablement améliorée au cours des 100 dernières années, les chercheurs travaillent toujours à rendre la technologie plus sensible, pas cher et polyvalent. Un nouveau capteur de piégeage de la lumière, développé par une équipe d'ingénieurs dirigée par l'Université de Buffalo et décrit dans un Matériaux optiques avancés étudier, progresse dans les trois domaines.

"Ce nouveau dispositif optique a le potentiel d'améliorer nos capacités à détecter toutes sortes d'échantillons biologiques et chimiques, " dit Qiaoqiang Gan, Doctorat, professeur agrégé de génie électrique à la Faculté d'ingénierie et des sciences appliquées de l'UB, et l'auteur principal de l'étude.

Dengxin Ji, Alec Cheney, Nan Zhang Haomin Song et Xie Zeng, Doctorat. Les co-auteurs supplémentaires proviennent de l'Université Fudan et de l'Université Northeastern, à la fois en Chine, et l'Université du Wisconsin-Madison.

Le capteur fonctionne avec la lumière dans la bande infrarouge moyenne du spectre électromagnétique. Cette partie du spectre est utilisée pour la plupart des télécommandes, vision nocturne et autres applications.

Le capteur se compose de deux couches de métal avec un isolant pris en sandwich entre les deux. En utilisant une technique de fabrication appelée dépôt de couche atomique, les chercheurs ont créé un appareil avec des écarts inférieurs à cinq nanomètres (un cheveu humain fait environ 75, 000 nanomètres de diamètre) entre deux couches métalliques. Surtout, ces espaces permettent au capteur d'absorber jusqu'à 81 % de la lumière infrarouge, une amélioration significative par rapport aux 3% absorbés par des appareils similaires.

Le processus est connu sous le nom de spectroscopie d'absorption infrarouge à surface améliorée (SEIRA). Le capteur, qui sert de substrat aux matériaux examinés, augmente la sensibilité des appareils SEIRA pour détecter des molécules à 100 à 1, Résolution 000 fois supérieure aux résultats précédemment rapportés.

L'augmentation rend la spectroscopie SEIRA comparable à un autre type d'analyse spectroscopique, spectroscopie Rama à surface augmentée (SERS), qui mesure la diffusion de la lumière par opposition à l'absorption.

L'avancée de SEIRA pourrait être utile dans tout scénario nécessitant la recherche de traces de molécules, dit Ji, le premier auteur et un doctorant dans le laboratoire de Gan. Cela inclut, mais sans s'y limiter, la détection de drogues dans le sang, matériaux de fabrication de bombes, art frauduleux et suivi des maladies.

Les chercheurs prévoient de poursuivre la recherche, et examinez comment combiner l'avancement de SEIRA avec le SERS de pointe.