Σχηματικό διάγραμμα της επίδρασης ενίσχυσης SERS της εύκαμπτης δισδιάστατης μεμβράνης φίλτρου με βάση το καρβίδιο του βαναδίου MXene που παρέχεται από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Anhui
Η βελτιωμένη επιφανειακή σκέδαση Raman, ως τεχνική επιφανειακής φασματικής ανάλυσης με υψηλή ευαισθησία, μοριακή αναγνώριση δακτυλικών αποτυπωμάτων και γρήγορη μη καταστροφική μέτρηση, έχει αυξήσει την ευαισθησία ανίχνευσης κατά πάνω από ένα εκατομμύριο φορές και έχει εφαρμοστεί ευρέως σε τομείς όπως οι βιοεπιστήμες, η φυσική, η χημεία. , επιστήμη υλικών, γεωλογία, αρχαιολογία και ταυτοποίηση τέχνης.
Για παράδειγμα, η εφαρμογή της τεχνολογίας SERS στην ανίχνευση της εκπνεόμενης ύλης από τον ασθενή, του ορού και του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος παρέχει ένα ισχυρό αναλυτικό εργαλείο για την έγκαιρη διάγνωση της νόσου των ασθενών. την εφαρμογή του στη μικροανίχνευση θαλάσσιων μικροπλαστικών, τοξικών και επιβλαβών αερίων στην ατμόσφαιρα, οργανικών ρύπων σε υδάτινα σώματα και βαρέων μετάλλων στο έδαφος για την παρακολούθηση επιβλαβών ουσιών στο περιβάλλον· και επίσης την επίτευξη του εντοπισμού εκρηκτικών ουσιών που αποτελούν απειλή για τη δημόσια ασφάλεια και την παρουσία τοξινών στα σωματικά υγρά και τα μαλλιά των ύποπτων χρηστών ναρκωτικών Γρήγορη επιθεώρηση ουσιών ποιότητας που παρουσίασε ο Lan Leilei στην China Science Daily.
Τα τελευταία χρόνια, ορισμένα υλικά MXenes έχουν δείξει σημαντική δραστηριότητα SERS, ανοίγοντας νέες προοπτικές για την ανάπτυξη ενεργών υλικών SERS. Όμως το στενό του σημείο βρίσκεται στην ανεπαρκή ευαισθησία, η οποία δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες πρακτικής εφαρμογής. Επομένως, η ώθηση της ευαισθησίας των υλικών MXene σε υψηλότερο επίπεδο παραμένει πρόκληση.
Σε αυτή τη μελέτη, οι Lan Lei et al. πρότεινε μια νέα στρατηγική βελτίωσης συνδυάζοντας δισδιάστατη καλλιέργεια και μοριακό εμπλουτισμό για τον σχεδιασμό εξαιρετικά ευαίσθητων υποστρωμάτων SERS με βάση το MXene και παρασκεύασε με επιτυχία δύο τύπους δισδιάστατων υλικών καρβιδίου του βαναδίου MXenes.
«Βρήκαμε ότι σε σύγκριση με το χύμα υλικό MXene, η δισδιάστατη προσαρμογή δίνει στα MXenes καρβιδίου του βαναδίου μια πλουσιότερη πυκνότητα καταστάσεων κοντά στο επίπεδο Fermi, προάγει τη μεταφορά φορτίου που προκαλείται από φωτο και αυξάνει την ευαισθησία ανίχνευσης έως και δύο τάξεις μεγέθους», είπε ο Lan. Στέφανος ανθέων.
Επιπλέον, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μέθοδο μοριακού εμπλουτισμού που πέτυχε εξαιρετικά γρήγορο μοριακό εμπλουτισμό μέσα σε 2 λεπτά, εξαιρετικά υψηλό ρυθμό κατακράτησης πολυμερών και χαμηλότερο όριο ανίχνευσης, με αποτέλεσμα την εξαιρετικά ευαίσθητη ανίχνευση SERS.
Αυτή η έρευνα βοηθά στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων υποστρωμάτων SERS με βάση το MXene υψηλής απόδοσης, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τομείς όπως η ασφάλεια τροφίμων, η διάγνωση ασθενειών, η αντιτρομοκρατική και η αναζήτηση εκρηκτικών, η επιθεώρηση φαρμάκων, η περιβαλλοντική παρακολούθηση και η ανίχνευση ιών
Ο κριτικός πιστεύει ότι ο συνδυασμός της στρατηγικής δισδιάστατης καλλιέργειας και του φαινομένου μοριακού εμπλουτισμού του συγγραφέα είναι μια ενδιαφέρουσα ερευνητική εργασία. Το αποτέλεσμα ενίσχυσης SERS του νέου υποστρώματος καρβιδίου του βαναδίου είναι σημαντικό, με το V4C3 ως υπόστρωμα SERS που δεν έχει αναφερθεί στο παρελθόν. Η ιδέα του εμπλουτισμού αναλυόμενης ουσίας μέσω απλής διήθησης παρέχει μια αποτελεσματική στρατηγική για την επίτευξη εξαιρετικά ευαίσθητης ανίχνευσης SERS.
