碳纳米管能显著增强拉曼光谱仪的灵敏度
科学家们最近发现,碳纳米管可以极大地提高拉曼光谱仪的敏感性。碳纳米管,是一种具有特殊结构的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子组成的数层到数十层的同轴圆管构成。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20nm。碳纳米管具有许多特殊力学、电学和化学性能。在辅助科学实验、制造复合材料等方面应用广泛。 通过碳纳米管制造的更加廉价的电子鼻,来接近正需要检测的的单分子目标,可以提高拉曼光谱仪敏感度100000倍。
据科学家帕克称:“和我们的普通的传感器相比,新的使用碳纳米管制造检测器灵敏度大大提高,比许多现有传感器提高10000 - 100000倍”。 “最重要的成果是,我们实现了一个简单并且廉价的办法让这种超高灵敏度的检测器能够可靠的和可重复的检测各种化学物质。”
拉曼光谱法具有许多优于传统检测方法的地方。它可以不需要对样品进行前处理,也不需要样品的制备过程,这样可以避免了一些误差的产生,并且在分析过程中操作相对比较简便,测定花费时间短,灵敏度比较高。
专业研究人员开始探索一种新的拉曼散射的方式,可以更可靠地检测微弱信号的光。他们发现碳纳米管可以用来创建“热点”电子鼻,这样灵敏度大大提高。
这项技术是通过使用弯曲的碳纳米管,让它通过拉曼散射光,使其高敏感的进行化学检测。(见上图)。 进一步增强效应,使检测更加可靠,一束氧化涂层的纳米管为第一个开始,然后创造了成千上万的高密度三维结构纳米尺寸热点。
“纳米裂缝的广泛分布在传感器上不仅大大增强它的灵敏度,但也使其结果更加可靠和可再生性,”邦德说。
接下来研究人员将开始进行商业化推广,让这种新技术可以使用在在便携式设备上,使用这种电子鼻来检测微量的物质,从环境污染药品残留以及化学武器等各个领域发挥出的不一般的作用。
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