Results, stage 2, December 2023 (in Romanian)

Dezvoltarea, fabricarea si caracterizarea de nanoarhitecturi hibride 3D ca platforme SERS/SEIRS

______________________________________
Results, stage 1, December 2022 (in Romanian)

In cadrul acestei faze, s-au sintetizat primele modele preliminare de nanoparticule metalice (MeNPs), cu morfologii controlate, folosind agenti reducatori prietenosi mediului si protocoale cat mai simple.
In acest sens, am sintetizat nanocuburi de oxid de cupru monovalent, Cu2O folosind doua tipuri de precursori metalici, clorura si acetatul de cupru, iar apoi, folosind atat microscopia electronica de baleiaj – SEM, cat si difractia de raza X si spectroscopia FT-IR,  acestea au fost caracterizate. Rezultatele obtinute au evidentiat nanocuburi de oxid de cupru cu dimensiuni de 240 si 254 nm, respectiv, cu morfologii bine definite si extrem de stabile. Trebuie precizat faptul ca aceste metode sunt reproductibile, utilizand reactivi prietenosi mediului, precum si temperaturi scazute  de lucru, ceea ce le face economice si simple.
Un alt model preliminar de nanoparticule metalice sintetizate sunt reprezentate de nanocuburile de Ag, AgNCs. Toate aceste modele preliminare de MeNPs au fost caracterizate prin metode fizico-chimice – SEM, XRD, spectroscopie UV, FT-IR, DLS, pentru evidentierea morfologiei, structurii cristaline, dimensiunilor, stabilitatii coloidale si a proprietatilor optice.
De asemenea, au fost efectuate o serie de modelari alenanostructurilor metalice cu diferite geometrii si distributiiutilizand metoda elementului finit (Finite Element Method) cu ajutorul pachetului software comercial Comsol Multiphysics. Aceste studii numerice au fost efectuate pe AgNCs, unde potentialul lor pentru amplificarea radiatiei imprastiate Raman a fost investigat pentru diferite aranjamente ale acestora si comparativ cu nanosferele de Ag. Cum era de asteptat, cu cat dimensiunea dintre particule creste, cu atat valoarea factorului de amplificare (si automat a campului localizat) scade puternic, cum ar fi in cazul configuratiei muchie-muchie, unde de la aproximativ  pentru distanta de 2 nm, la aproximativ . Intensificarea maxima obtinuta in cazul sferelor este de  la distanta de 2 nm, iar la 6 nm acesta scade pana la .
In concluzie, putem folosi aceste metode pe viitor pentru a obtine nanostructuri metalice cu forme si dimensiuni controlate, pentru a putea apoi sa le folosim pentru decorarea suportului de siliciu nanostructurat, obtinand astfel sustraturi SERS eficiente pentru detectia materialelor plastice cu dimensiuni de ordinal micro/nanometrilor, dar si pentru detectia diferitelor molecule organice.

In partea de sus: distributiile campurilor calculate pentru fiecare configuratie, dupa cum urmeaza: a) si b) particule isolate, nanocub si nanosfera, c) sistem de sfere (dimer), d), e) si f) cuburi in confiuratie fata-fata, muchie-muchie si muchie-fata;

Imagini SEM ale nanocuburilor de Cu2O sintetizate:  Cu2O@CuCl2 (a) si Cu2O@(CH3COO)2Cu (b); Inseturile prezinta distributia nanocuburilor obtinute in cele doua cazuri;

Imagine SEM  a AgNCs; Histograma corespunzatoare dimensiunilor de nanocuburi; dimensions;

DISSEMINATION