Analytiikkaa vaikka matkapuhelimella

26.08.2016

Cornell-minaturisoitu-anturi-kemisteille-1-300.jpgCornell Universityn tutkijat ovat kehittäneet piisirulle rakennettavan kemiallisen anturin. Sellaista voitaisiin käyttää pienissä kannettavissa laitteissa analysoimaan näytteitä laboratoriossa, valvomaan ilman ja veden laatua kentällä ja kemistit voisivat jopa tarkkailla kemiallisia reaktioita, samalla kun ne tapahtuvat.

Anturi hyödyntää Ramansirontaa: Kun laser iskee molekyyliin, se potkaisee energian takaisin valon fotoneina sellaisilla aallonpituuksilla, jotka riippuvat molekyylin rakenteesta ja koostumuksesta.

Jos laser johdetaan piisirulla olevaan läpinäkyvään aaltoputkeen ja kun se on pienempi kuin valonsäteet, ne levittäytyvät aaltoputken ulkopuolelle luoden sirupinnan yläpuolelle nopeasti vaimenevan kentän. Näin säde voi indusoida Ramansirontaa sirun yläpuoliseen ilmaan tai pisaraan nestettä, joka sijoitettu sen pinnalle analysoitavaksi.

Virittyneestä molekyylistä emittoituva valo kulkee aaltoputken päässä olevaan prismaan, joka levittää emittoituneen valon spektriksi, joka toimii "sormenjälkenä" indentifioiden molekyylin, joka sen tuotti.

Ramansirontaan perustuvia antureita on tehty ennenkin, käyttämällä piinitridisiä aaltoputkia. Nyt tutkijat kehittivät teknologiaa, joka on tarpeeksi pieni liitettäväksi vaikkapa matkapuhelimeen.

University of Illinoisin Micro and Nanotechnology Lab (MNTL) tutkijat ovat puolestaan kehittäneet uudenlaisen menetelmän molekyylien ilmaisemiseen. Menetelmä voi helposti ilmaista sen mitä aineita ja kuinka paljon kutakin on nesteessä.

Tutkijoiden kehittämässä FlexBrite-alustassa yhdistyvät ensimmäistä kertaa paljain silmin nähtävä plasmoninen kolorimetria ja pinta-avusteinen Raman (SERS) yhdessä anturissa.

SERS on hyvä laadullisessa mutta huono kvantitatiivisessa analyysissä, kun taas plasmonisella anturilla on vastakkaiset ominaisuudet. Niinpä tutkijat suunnittelivat rakenteen, jossa nämä ominaisuudet yhdistyvät.

FlexBriten pinta sisältää pieniä valoa heijastavia nystyjä. Sitä voi käyttää sellaisenaan edullisesti elintarvikkeiden turvallisuuden ja ympäristön tarkkailuun. Värin muutos on niin jyrkkä, että se voidaan havaita paljain silmin ja mitata matkapuhelin kameralla.

Spektrometriaa apuna käyttäen se voi SERS-ominaisuuksiensa myötä kertoa myös hyvinkin tarkasti mitä nesteessä on ja kuinka paljon kutakin ainetta on.

Aiheesta aiemmin

Nanotekniikka kutistaa massaspektrometrin

 

26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »