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

 

11.12.2019Timanttien avulla parempia superkonkkia
10.12.2019Sähköis-optista tietotekniikkaa
09.12.2019Lämpösähköä hiilinanoputkilla
09.12.2019Valokuitua selluloosasta
05.12.2019Näppärä terahertsinen tekniikka
04.12.2019Palamattomia litium-akkuja
03.12.2019Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa
02.12.2019Metallijohde Cooperin pareilla
29.11.2019Plasmoniikan avulla edullinen monispektrikamera
28.11.2019Hiilinanoputket pääsevät vauhtiin

Siirry arkistoon »