محققان دانشگاه نیویورک با استفاده از لایه‌نشانی اتمی موفق به ارائه ماده نانوساختاری شدند که می‌توان از آن برای بهبود کارایی روش طیف‌سنجی SEIRE استفاده کرد.
نانوساختاری که عملکرد طیف‌سنجی SEIRE را بهبود می‌دهد
پژوهشگران مواد نانوساختار جدیدی ساخته‌اند که به‌صورت ویژه برای طیف‌سنجی مادون قرمز طراحی شده و قادر است ۲۷ برابر بیشتر از ادوات رایج نور به دام بیاندازد. این ماده توسط محققان چینی و آمریکایی طراحی شده که می‌توان از آن برای بهبود فرآیند شناسایی داروها نیز استفاده کرد.
طیف‌سنجی مادون قرمز برای شناسایی ترکیب شیمیایی مواد به کار می‌رود. در این روش از تابش پرتوهای مادون قرمز به نمونه استفاده شده که این پرتوها بعد از برخورد به مولکول‌های تشکیل دهنده ماده جذب می‌شوند. از روی الگوهای جذبی می‌توان ماده مورد نظر را شناسایی کرد.
یک نسخه از این روش، طیف‌سنجی جذب مادون قرمز افزایش یافته سطحی (SEIRA) است. نانوساختارهای فلزی که در همسایگی نمونه قرار دارند، موجب تمرکز پرتو مادون قرمز می‌شوند که این موضوع در نهایت منجر به افزایش فرآیند جذب می‌شود.
برای این که بتوان عملکرد SEIRA را بهبود داد، شکاف میان نانوساختارهای فلزی باید کاهش یابد تا نور بیشتر محدود شود. هر چند که فشرده‌سازی نور کار دشواری است؛ به ویژه این که طول موج‌های مادون قرمز میانی در طیف‌سنجی SEIRA به کار می‌روند و با کارایی بالا نمی‌توان چنین ابعاد کوچکی را فشرده کرد. دلیل این امر، محدودیت پراش نور در ادوات رایج است.
محققان دانشگاه نیویورک راهکاری برای این مشکل ارائه کردند. آنها ماده نانوساختاری ارائه کردند که به‌عنوان زیرلایه نمونه عمل می‌کند. این ساختار که با روش لایه‌نشانی اتمی ساخته شده دارای شکاف‌هایی کمتر از ۵ نانومتر است که قادر است ۸۱ درصد از نور را به دام اندازد که نسبت به روش‌های پیشین که کارایی ۳ درصدی دارند، یک گام بلند رو به جلو محسوب می‌شود.
این زیرلایه به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند قدرت تفکیک شناسایی مولکول‌ها را ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر نسبت به روش‌های پیشین افزایش دهد.
گان از محققان این پروژه می‌گوید: «این ابزار نوری دارای پتانسیل بالایی برای بهبود توانایی ما در شناسایی نمونه‌های شیمیایی و زیستی است.»
نتایج این پروژه در نشریه Advanced Optical Materials منتشر شده‌است.
