(Phys.org) -- De nombreux contaminants organiques dans l'air et dans l'eau potable doivent être détectés à des concentrations très faibles. Recherche publiée par le laboratoire de Prashant V. Kamat, le professeur de sciences John A. Zahm à l'Université de Notre Dame, pourrait être bénéfique pour la détection de ces contaminants.
Le laboratoire Kamat utilise la spectroscopie Raman améliorée en surface pour utiliser des nanoparticules d'argent afin d'augmenter la limite de sensibilité de la détection chimique. Les chercheurs de cette étude ont préparé un film semi-conducteur-graphène-métal qui présente des avantages distincts :l'absorption de molécules organiques sur la surface de graphène du film augmente la concentration de contaminants locaux adjacents aux nanoparticules d'argent.
Les chercheurs ont étudié l'utilisation de films d'oxyde de graphène dans lesquels le dioxyde de titane semi-conducteur (TiO
Sous éclairage UV, les électrons de TiO2 sont capturés par le film d'oxyde de graphène et transportés à travers le film pour réduire les ions métalliques en nanoparticules métalliques. Ce processus de saut d'électrons à travers le film d'oxyde de graphène permet la conception d'une architecture de nanoparticules semi-conductrices et métalliques séparées par les côtés.
Graphène, une forme cristalline bidimensionnelle de carbone, est connu pour sa résistance mécanique remarquable, très haute conductivité thermique et électrique et grande variété d'applications. Alors que les propriétés conductrices des feuilles de graphène déposées sur divers substrats sont bien comprises, le groupe Kamat a démontré que le transport des électrons n'est pas limité au plan 2-D. Ici, le saut d'électrons d'un côté du graphène permet le dépôt sélectif de nanoparticules d'argent.
« Une autre application potentielle est dans le domaine de la génération photocatalytique de combustibles solaires, " dit Kamat. " Par exemple, ayant des nanoparticules semi-conductrices d'un côté d'une feuille de graphène et un catalyseur métallique de l'autre côté, on peut créer un assemblage hybride qui peut séparer sélectivement l'eau en oxygène et hydrogène.