虹は環境をモニターできるか?(Can rainbows monitor the environment?)

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新しいナノテクノロジーにより、空気、液体、生きた組織のサンプル中の不純物の化学組成とその幾何学的形状の同定が容易になるかもしれない。 New nanotechnology may make it easier to identify the chemical composition of impurities and their geometrical shape in samples of air, liquid and live tissue.

2023-08-03 バース大学

◆従来の検査技術では、微量の有害汚染物質を検出することが難しかったが、新興のナノテクノロジーにより、光と物質の相互作用を利用した新しい化学検出技術が登場している。この技術はラマン効果と呼ばれ、物質内の原子結合を特定するための虹色のスペクトルを生成する。これにより、農薬、医薬品、重金属などの汚染物質を検出し、分析することができる。
◆バース大学の研究者たちは、金製の微細な螺旋アンテナを用いてこの技術を向上させ、左右にねじれるアンテナを使用して左右の手の分子を区別する手法を開発した。この研究により、環境モニタリングと医薬品開発に向けた新しい可能性が示されている。

<関連情報>

ナノヘリックスの高密度アレイ: アキラル分子からのラマン散乱により、キラルなメタ表面における近接場増強が明らかになる Dense Arrays of Nanohelices: Raman Scattering from Achiral Molecules Reveals the Near-Field Enhancements at Chiral Metasurfaces

Robin R. Jones, Cornelia Miksch, Hyunah Kwon, Coosje Pothoven, Kristina R. Rusimova, Maarten Kamp, Kedong Gong, Liwu Zhang, Tim Batten, Brian Smith, Alejandro V. Silhanek, Peer Fischer, Daniel Wolverson, Ventsislav K. Valev
Advanced Materials  Published: 11 January 2023
DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202209282

虹は環境をモニターできるか?(Can rainbows monitor the environment?)

Abstract

Against the background of the current healthcare and climate emergencies, surface enhanced Raman scattering (SERS) is becoming a highly topical technique for identifying and fingerprinting molecules, e.g., within viruses, bacteria, drugs, and atmospheric aerosols. Crucial for SERS is the need for substrates with strong and reproducible enhancements of the Raman signal over large areas and with a low fabrication cost. Here, dense arrays of plasmonic nanohelices (≈100 nm in length), which are of interest for many advanced nanophotonics applications, are investigated, and they are shown to present excellent SERS properties. As an illustration, two new ways to probe near-field enhancement generated with circular polarization at chiral metasurfaces are presented, first using the Raman spectra of achiral molecules (crystal violet) and second using a single, element-specific, achiral molecular vibrational mode (i.e., a single Raman peak). The nanohelices can be fabricated over large areas at a low cost and they provide strong, robust and uniform Raman enhancement. It is anticipated that these advanced materials will find broad applications in surface enhanced Raman spectroscopies and material science.

0505化学装置及び設備
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