接近量子极限的化学传感芯片
布法罗大学的研究人员报告了一种化学传感芯片的进步，该芯片可能会导致手持设备检测微量化学物质——从非法药物到污染的一切——就像呼气测醉器识别酒精一样快。
该芯片还可用于食品安全监测、防伪等微量化学品分析领域。
这项工作建立在甘乔强教授实验室之前的研究基础上，该研究涉及创建一种在金和银纳米颗粒边缘捕获光的芯片。当生物或化学分子落在芯片表面时，一些捕获的光与分子相互作用并被“散射”成新能量的光。这种效应以可识别的模式发生，这些模式作为化学或生物分子的指纹，揭示了有关化合物存在的信息。
由于所有化学物质都有独特的光散射特征，该技术最终可以集成到手持设备中，用于检测血液、呼吸、尿液和其他生物样本中的药物。它还可以集成到其他设备中，以识别空气或水中以及其他表面中的化学物质。这种传感方法称为表面增强拉曼光谱(SERS)。
Gan 团队之前创建的芯片虽然有效，但其设计并不统一。由于金和银的间距不均匀，可能会使分散的分子难以识别，尤其是当它们出现在芯片的不同位置时。 Gan 和一组研究人员一直在努力弥补这一缺陷。
该团队在制造过程中使用了四种不同长度的分子（BZT、4-MBA、BPT 和 TPT）来控制金和银纳米颗粒之间的间隙大小。更新的制造工艺基于两种技术，原子层沉积和自组装单层，而不是更常见和更昂贵的 SERS 芯片方法电子束光刻。
结果是具有出色均匀性的 SERS 芯片生产成本相对较低。更重要的是，它接近了量子极限传感能力，Gan 说——这是传统 SERS 芯片面临的挑战。
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