تولید یک نانوساختار مصنوعی پلاسمونیکی برای طیف‌سنجی IR

محققان ژاپنی با استفاده از نانوروبان طلا موفق به ساخت ماده‌ای مصنوعی با خواص ویژه شدند که برای استفاده در طیف‌سنج مادون قرمز مناسب است. این ماده یک ساختار پلاسمونیکی است که با پرتوهای مادون قرمز برهمکنش بالایی داشته و آن‌ها را جذب می‌کند.

مواد مصنوعی پلاسمونیکی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که خواص ویژه‌ای داشته باشند؛ برای مثال بتوانند با نور برهمکنش داده و در حسگری استفاده شوند.
اخیراً اتسوشی ایشیکاوا و همکارانش از دانشگاه اوکیاما موفق به ساخت ماده مصنوعی پلاسمونیکی شدند که حاوی نانوروبان‌های طلا به ابعاد ۵۰ نانومتر بوده و قادر است پرتوهای مادون قرمز را جذب کند. این ماده علاوه بر طلا، دارای فلورید منیزیم بوده که با حساسیت بالا قادر به شناسایی پرتوهای مادون قرمز است. از این ماده می‌توان برای ساخت نسل جدید فناوری‌های شناساگر مادون قرمز استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی موفق شدند این ماده را به گونه‌ای طراحی کنند که بالاترین جذب پرتو مادون قرمز و کمترین نویز زمینه را داشته باشد. نانوذرات روی یک فیلم ضخیم از طلا قرار گرفته که هر فیلم با یک لایه از فلورید منیزیم جدا شده است. خودآرایی مولکولی روی سطح یک فلز نجیب می‌تواند منجر به تولید ماده مصنوعی با خواص نوری ویژه شود.
طول موج پرتوهای مادون قرمز بیشتر از نور مرئی بوده و اتلاف انرژی آن کمتر است؛ این بدان معناست که امواج مادون قرمز قادراند الکترون‌ها را بهتر تحریک کنند. در طیف‌سنجی مادون قرمز از این پرتوها برای ایجاد لرزش در پیوندها استفاده می‌شود. ترکیبات آلی براساس گروه‌های عاملی این پرتوها را جذب می‌کنند، در نتیجه از آن می‌توان برای شناسایی استفاده کرد.
پژوهشگران از طیف‌سنج مجهز به این ماده مصنوعی برای شناسایی چند ترکیب مختلف استفاده کرده و نتایج جالب توجهی گرفتند. وجود این ماده موجب شد تا جزئیات بسیار کوچک مولکولی نیز قابل مشاهده و شناسایی شود. در واقع حتی یک لایه مولکولی با این روش قابل مطالعه بوده و جزئی‌ترین موارد نیز قابل شناسایی است. محققان امیدوارند که این روش جدید بتواند برای توسعه فناوری‌های طیف‌سنجی مادون قرمز مورد استفاده قرار گیرد.