Работа будет описана Шрикантх Сингаманени, доцентом кафедры машиностроения и материаловедения Вашингтонского университета в Сент-Луисе, и постдоком Лимей Тиан на 61-м международном симпозиуме и выставке AVS, проходившем 9-14 ноября в Конференц-центр Балтимора в Балтиморе, штат Мэриленд.Плазмоника включает в себя управление светом на наномасштабе с помощью поверхностных плазмонов, которые представляют собой скоординированные волны или рябь электронов, которые существуют на поверхностях материалов, и в частности металлов, таких как золото. Локализованные поверхностные плазмоны металлических наноструктур приводят к уникальным оптическим свойствам, характеристики которых зависят от состава металла, размера и формы структур, окружающей среды и т. Д.
Тиан и Сингаманени создали свою плазмонную бумагу, погрузив обычную целлюлозную фильтровальную бумагу в раствор наночастиц золота. Такую простую оптически активную платформу можно использовать для усиления сигнала химического вещества по отпечатку пальца, раскрывая идентичность следового количества соединения, такого как боевой химический агент.
Кроме того, клинически важные белки могут быть захвачены модифицированной плазмонной бумагой и обнаружены на основе изменений в оптических спектрах, которые возникают, когда белки связываются с бумагой.«Обнаружение химических и биологических угроз в полевых условиях — это проблема, которую мы пытаемся решить», — сказал Тиан. «Эта технология может широко использоваться для химического и биологического зондирования, включая внутреннюю безопасность, судебную экспертизу и мониторинг окружающей среды, а также приложения для медицинской диагностики».Например, отметил Тиан, плазмонную бумагу можно использовать для обнаружения целевых молекул, которые служат индикаторами таких заболеваний, как рак почки.«Мы считаем, что у нас есть технология платформы, которая хорошо подходит для таких приложений», — сказал Тиан.
В то же время Тиан и Сингаманени подчеркнули, что еще предстоит преодолеть ряд препятствий, прежде чем эту технологию можно будет использовать для приложений обнаружения химических веществ, не последней из которых является сложность «химического пространства» в реальном мире. Поскольку существует огромное количество химикатов, которые могут помешать точным измерениям, эти тесты требуют очень высокой селективности — на уровне, которого нынешнее воплощение плазмонной бумаги еще не может достичь.
«Мы ожидаем, что это можно будет преодолеть путем интеграции элементов биомиметического распознавания целей с плазмонной бумагой в ближайшем будущем», — сказал Тиан.