science >> Wetenschap >  >> Natuur

Gouden nanostaafjes kunnen worden gebruikt om kleinere draagbare kwiksensoren te ontwikkelen

[Links] Amalgaamvorming op gouden nanostaafjes en [Rechts] verstrooiende kleurovergang (inzet) en bijbehorende blauwe verschuiving van de golflengten van de oppervlakteplasmonresonantiepiek (λmax) gemeten in individuele nanostaafjes door donkerveldmicroscopie na chemische reductie van Hg(II). Krediet:Carola Schopf, Alfonso Martín en Daniela Iacopino.

Kwik is zelfs in kleine hoeveelheden schadelijk. Het detecteren ervan vereist momenteel dure apparatuur. Onderzoekers werken aan een sneller en goedkoper alternatief:een draagbare sensor die in het veld een snelle analyse kan uitvoeren. De sleutel is om iets te vinden dat klein en nauwkeurig genoeg is om het werk te doen.

Voor vele jaren, wetenschappers hebben kleine gouden nanostaafjes bestudeerd voor het maken van kleinere kwiksensoren. Onlangs, een team van het Tyndall National Institute, gevestigd aan University College Cork, ontdekte dat individuele gouden nanostaafjes kunnen worden gebruikt om kwik met hoge gevoeligheid te detecteren, waardoor ze een sterke concurrent zijn voor draagbare analysers. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .

Een individuele gouden nanostaaf werd bevestigd op een glasplaatje dat onder een elektronenmicroscoop werd geplaatst. Met behulp van een beeldvormingsmethode genaamd donkerveldmicroscopie, het team bestudeerde de samenstelling van het monster door te meten hoe licht van het oppervlak van de staaf wordt verstrooid. Een gouden nanostaafje produceert een rood golflengtepatroon, maar toen het werd gedompeld in een zoute oplossing die sporen van kwik bevatte, de vorm en samenstelling van de staaf veranderd, waardoor een oranje golflengtepatroon ontstaat. Hoe meer kwik in de oplossing, hoe meer de golflengte veranderde. De nanostaafjes bleken veel gevoeliger voor kwik dan voor andere metalen, inclusief lood, nikkel, koper en magnesium.

"De gerapporteerde lineaire correlatie en hoge selectiviteit maken deze benadering mogelijk geschikt voor analyse ter plaatse met behulp van een geminiaturiseerde draagbare spectrometer, ’ concludeerde de studie.

Echter, grote hindernissen blijven. De grootte en vorm van gouden nanostaafjes variëren van staaf tot staaf, metingen aanzienlijk afwerpen. Fabrikanten moeten hun fabricage verbeteren, zodat ze consistent zijn. Ook, pre-zuiveringsprotocollen van de staven zijn vereist voordat real-world analyse betrouwbaar kan worden uitgevoerd.