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用于爆炸物检测的分层激光图案化银/氧化石墨烯杂化SERS传感器

DOI：10.1021/acsomega.9b01975 期刊：ACS Omega 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 我们展示了一种超快激光烧蚀制备的分层图案化银纳米颗粒/氧化石墨烯（AgNP/GO）杂化表面增强拉曼散射（SERS）基底，用于高灵敏度、高重现性地检测爆炸物标志物2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）。通过在空气中以25、50和100 μJ脉冲能量进行超快激光烧蚀，制备出分层激光图案化银片（Ag?S）。波长800 nm、脉冲重复频率1 kHz、脉宽50 fs的多束激光直接聚焦于Ag?S表面，从而在Ag?S上生成并沉积AgNPs。采用原子力显微镜、光学轮廓仪和场发射扫描电子显微镜（FESEM）评估烧蚀后Ag?S的表面形貌，观察到烧蚀速率随激光能量增加而快速提升。通过选区拉曼面扫描分析Ag?S上AgNPs的强度与尺寸分布。进一步采用旋涂法将GO沉积于超快烧蚀生成的AgNPs表面。通过FESEM、高分辨透射电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱对分层激光图案化AgNP/GO杂化结构进行表征。该杂化结构作为SERS活性基底，可选择性检测爆炸物标志物2,4-DNT。所开发的SERS传感器具有良好的稳定性，在皮摩尔（pM）浓度范围内展现出高达~10^10倍的2,4-DNT拉曼信号增强，其高灵敏度源于GO?；げ阌氤焐帐瓷傻腁gNPs的协同增强效应。
作者： Moram Sree Satya Bharati，Tania K. Naqvi，S. Venugopal Rao，Azher M. Siddiqui，Alok K. Srivastava，Prabhat K. Dwivedi，Manish M. Kulkarni
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示一种超快激光烧蚀制备的分层图案化银纳米颗粒/氧化石墨烯（AgNP/GO）杂化表面增强拉曼散射（SERS）基底，用于高灵敏度和可重复检测爆炸物标记物2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）。

研究成果

分层激光图案化的AgNP/GO杂化结构即使在超低分析物浓度下也表现出显著的SERS强度增强，显示出良好的稳定性和高达皮摩尔(pM)浓度范围的高灵敏度，对2,4-二硝基甲苯(DNT)的拉曼强度增强约为10^10倍。因此制备的通用SERS传感器由于其传感特异性和灵敏度，具有作为便携式爆炸物检测器的巨大潜力。

研究不足

实验的技术和应用限制包括：需要精确控制激光烧蚀参数以实现银纳米颗粒（AgNPs）的均匀分布，以及无氧化石墨烯（GO）涂层时银纳米颗?？赡芊⑸趸?。

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