Los científicos que buscan rastros de drogas, componentes de fabricación de bombas y otros productos químicos a menudo arrojan luz sobre los materiales que están analizando.
Este enfoque se conoce como espectroscopía e implica estudiar cómo interactúa la luz con pequeñas cantidades de materia.
Uno de los tipos más efectivos de espectroscopía es la espectroscopía de absorción infrarroja, que los científicos usan para detectar drogas que mejoran el rendimiento en muestras de sangre y pequeñas partículas de explosivos en el aire.
Si bien la espectroscopía de absorción infrarroja ha mejorado enormemente en los últimos 100 años, los investigadores aún están trabajando para hacer que la tecnología sea más sensible, económica y versátil. Un nuevo sensor de captura de luz, desarrollado por un equipo de ingenieros dirigido por la Universidad de Buffalo y descritoen un Materiales ópticos avanzados estudio, avanza en las tres áreas.
"Este nuevo dispositivo óptico tiene el potencial de mejorar nuestras capacidades para detectar todo tipo de muestras biológicas y químicas", dice Qiaoqiang Gan, PhD, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB, y el estudio del estudioautor principal.
Los coautores del estudio, que se presentarán en la portada de Advanced Science News de septiembre, en el laboratorio de Gan incluyen a Dengxin Ji, Alec Cheney, Nan Zhang Haomin Song y Xie Zeng, PhD. Otros coautores provienen deFudan University y Northeastern University, ambas en China, y la Universidad de Wisconsin-Madison.
El sensor funciona con luz en la banda infrarroja media del espectro electromagnético. Esta parte del espectro se utiliza para la mayoría de los controles remotos, visión nocturna y otras aplicaciones.
El sensor consta de dos capas de metal con un aislante en medio. Usando una técnica de fabricación llamada deposición de capa atómica, los investigadores crearon un dispositivo con espacios de menos de cinco nanómetros un cabello humano tiene aproximadamente 75,000 nanómetros de diámetro entre dos metalesEs importante destacar que estos espacios permiten que el sensor absorba hasta el 81 por ciento de la luz infrarroja, una mejora significativa del 3 por ciento que absorben dispositivos similares.
El proceso se conoce como espectroscopía de absorción infrarroja con superficie mejorada SEIRA. El sensor, que actúa como un sustrato para los materiales que se examinan, aumenta la sensibilidad de los dispositivos SEIRA para detectar moléculas con una resolución de 100 a 1,000 veces mayor de lo que se informó anteriormenteresultados.
El aumento hace que la espectroscopía SEIRA sea comparable a otro tipo de análisis espectroscópico, la espectroscopía Rama de superficie mejorada SERS, que mide la dispersión de la luz en lugar de la absorción.
El avance de SEIRA podría ser útil en cualquier escenario que requiera encontrar rastros de moléculas, dice Ji, el primer autor y candidato a doctorado en el laboratorio de Gan. Esto incluye pero no se limita a la detección de drogas en sangre, materiales de fabricación de bombas,arte fraudulento y seguimiento de enfermedades.
Los investigadores planean continuar la investigación y examinar cómo combinar el avance de SEIRA con SERS de vanguardia.
La investigación está respaldada por el programa de Nanomanufactura de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., La Fundación Nacional de Ciencias de China y el Consejo de Becas de China.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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