Разработаны новые материалы для новейших спектроскопов

МОСКВА, 15 августа. /ТАСС/. Исследователи из России разработали наночастицы на базе максенов, двумерных материалов на основе углерода, способные заменить дорогостоящие наноструктуры из серебра или золота, используемые в работе так называемых SERS-спектроскопов. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Эффект гигантского комбинационного рассеяния (SERS) позволяет усиливать интенсивность колебательных спектров молекул, взаимодействующих с наноструктурированными подложками. Чаще всего эти подложки изготавливают из наночастиц благородных металлов. Они особенно эффективно усиливают сигналы, порождаемые сверхмалыми концентрациями изучаемых веществ, но при этом данные подложки быстро окисляются и обладают высокой стоимостью", - говорится в сообщении.

В качестве альтернативы для этих наноструктур из золота и серебра группа российских исследователей из МФТИ, Объединенного института ядерных исследований, МГУ и НИЯУ МИФИ разработали наноматериал на базе так называемых максенов, двумерных материалов, состоящих из атомов переходных металлов и углерода, а также часто включающие азот, фтор или кислород.

Пленки и наночастицы из максенов обладают необычными свойствами, которые делают их похожими на металлы, в том числе на золото и серебро, что побудило российских физиков попытаться использовать их в качестве основы для расходных материалов для SERS-спектроскопов. Руководствуясь этой идеей, ученые подготовили SERS-сенсоры на базе нескольких вариантов максенов, состоящих из молибдена, титана, углерода и поверхностных функциональных групп.

"Мы создаем "SERS-чернила" при помощи лазерной абляции, далее мы осаждаем их на поверхности при помощи различных методов печати, создавая, в частности, сенсоры малых молекул. Чтобы понять, насколько хорошо может работать подобный сенсор, мы вначале протестировали SERS-активность и стабильность исходных порошков", - пояснил старший научный сотрудник МФТИ Илья Завидовский, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Эти тесты, которые ученые проводили на растворах красителя родамина, подтвердили высокую чувствительность созданных физиками SERS-сенсоров на базе максенов, которые оказались лучше предыдущих наработок примерно на порядок. При этом опыты ученых также указали на то, что в коммерчески доступных максенах присутствуют примеси в виде небольших включений алюминия, которые изменили свойства этих материалов в лучшую сторону. Это следует учитывать при дальнейшей разработке "SERS-чернил", подытожили исследователи.