En « froissant » pour augmenter la surface des nanostructures graphène-or, des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont amélioré la sensibilité de ces matériaux, ouvrant la porte à de nouvelles opportunités dans les applications de détection électronique et optique.

"Je pense que ce travail profitera aux chercheurs dans le domaine de la plasmonique de surface en fournissant une nouvelle stratégie/conception pour améliorer la limite de détection de la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS), " a expliqué SungWoo Nam, professeur adjoint de sciences mécaniques et d'ingénierie à l'Illinois. « Cette stratégie d'auto-assemblage mécanique permettra une nouvelle classe de nanostructures 3D froissées de graphène et d'or (Au). La limite de détection améliorée permettra la surveillance biomédicale et environnementale de molécules importantes à haute sensibilité par SERS.

Les substrats SERS sont utilisés pour analyser la composition d'un mélange à l'échelle nanométrique pour l'analyse environnementale, médicaments, sciences des matériaux, recherche artistique et archéologique, science médico-légale, détection de drogue, analyse de la qualité des aliments, et détection de cellule unique. En utilisant une combinaison de nanoparticules d'or et d'argent et de colorants actifs Raman, Les substrats SERS peuvent également cibler des séquences d'ADN et d'ARN spécifiques.

"Ce travail démontre la capacité unique des topographies micro-à nano-échelle des nanoparticules de graphène-Au froissé-densité plus élevée, matériaux optiquement actifs tridimensionnels - qui sont encore améliorés par la formation de points chauds, rapprocher les nanoparticules, " a expliqué Juyoung Leem, un étudiant diplômé et premier auteur de l'étude, "Auto-assemblé mécaniquement, Nanostructures hybrides tridimensionnelles au graphène et à l'or pour les capteurs nanoplasmoniques avancés, " Publié dans Lettres nano . "Nous réalisons une structure hybride 3D froissée graphène?Au par la délamination et le flambage du graphène sur un activé thermiquement, substrat polymère rétractable. Ce processus permet un contrôle et une optimisation précis de la taille et de l'espacement des nanoparticules d'Au intégrées sur du graphène froissé pour une amélioration du SERS plus élevée."

Selon Nam, la nanostructure 3D de graphène-Au froissé présente une sensibilité de détection SERS supérieure d'au moins un ordre de grandeur à celle de la nanostructure conventionnelle, graphène plat? Au nanoparticules. La structure hybride est en outre adaptée aux structures curvilignes arbitraires pour les avancées, sur place, non-conventionnel, applications de détection nanoplasmonique.

« L'un des principaux avantages de notre plateforme est sa capacité à se rétracter et à s'adapter à des surfaces 3D complexes, une fonction qui n'a pas été démontrée auparavant, " a déclaré Nam. Une étude antérieure du groupe de recherche de Nam a été la première à démontrer l'intégration du graphène sur une variété de géométries microstructurées différentes, y compris les pyramides, piliers, dômes, pyramides inversées, et l'intégration 3D de structures hybrides nanoparticule d'or/graphène.