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納米殼層是制做化學(xué)傳感器的最佳選擇

2005/1/14 10:06:52   電源在線網(wǎng)
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  一項(xiàng)發(fā)布在美國國家科學(xué)院學(xué)報(bào)上的新研究發(fā)現(xiàn),一些形狀規(guī)則的納米粒子如納米外殼能使化學(xué)活性提高1000萬倍。這使他們?cè)诶⑸渲斜葌鹘y(tǒng)方法的有效率提高1萬倍。當(dāng)分子和原料散射光線時(shí),一小部分光線相互作用,科學(xué)家根據(jù)其程度可以確定他們的具體化學(xué)性質(zhì)。和拉曼散射一樣,這些性質(zhì)被醫(yī)學(xué)研究人員、藥物研究人員、化學(xué)家以及其它科學(xué)家用來確定原料的成分。

  大約30年前,有人發(fā)現(xiàn)粗糙的金屬表面能夠?qū)⒗⑸湫盘?hào)提高100萬倍,這一“表面增強(qiáng)”的效果很難控制、預(yù)測(cè)及復(fù)制到實(shí)際感應(yīng)應(yīng)用中,F(xiàn)在,Rice的研究人員已經(jīng)揭示了納米外殼能夠顯示出大而清晰的,可復(fù)制的效果增強(qiáng),給新的、全光學(xué)感應(yīng)應(yīng)用打開了大門。

  納米光子學(xué)Rice實(shí)驗(yàn)室主任、化學(xué)教授、電子和計(jì)算機(jī)工程的Stanley C. Moore教授、主任研究員Naomi Halas女士說:“我們不僅發(fā)現(xiàn)了納米外殼在放大分子的拉曼信號(hào)方面有非常好的敏感度,而且還發(fā)現(xiàn)單個(gè)的納米外殼也可以作為拉曼增強(qiáng)器。這為設(shè)計(jì)全光學(xué)納米數(shù)量級(jí)傳感器(特別是新分子級(jí)的診斷儀器)創(chuàng)造了一次機(jī)會(huì)。”

  納米外殼約與病毒大小一致,約是血紅細(xì)胞大小的1/20。這些納米外殼分子呈球狀,由非導(dǎo)體的玻璃核心組成,其表面被金屬外殼覆蓋,比較典型的是黃金和白銀。金屬外殼“捕獲“了通過的光線并將其聚焦到一起。這一特性直接導(dǎo)致了所觀察到的大量拉曼增強(qiáng)。而且,納米外殼能夠通過改變其外殼厚度來調(diào)整與有特定波長(zhǎng)光線的相互作用。這種調(diào)整能力使拉曼增強(qiáng)能夠優(yōu)化光線的特定波長(zhǎng)。
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