به‌تازگی دانشمندان مؤسسه ملی استانداردها و فناوری(NIST)، با استفاده از طیف‌نمایی رامانی که دارای سطحِ ارتقایافته(SERS) است، نشان داده‌اند که نانوستاره‌های طلایی، رفتار نوری سودمندی دارند. وجود چنین رفتاری موجب می‌شود تا این نانوذرات جدید در تصویربرداری و آشکارسازی شیمیایی و زیستی، بسیار مناسب باشد. این محققان دریافتند که هنگام استفاده از نانوستاره‌های طلایی و نقره‌ای، حساسیت SERS نسبت به وقتی که از سایر نانوذراتِ متداول استفاده می‌شود، بین ده تا صد هزار بار بیشتر می‌گردد.
ارتقای حساسیت SERS تا صدهزار برابر به‌وسیله نانوذرات جدید
به‌تازگی دانشمندان مؤسسه ملی استانداردها و فناوری(NIST)، با استفاده از طیف‌نمایی رامانی که دارای سطحِ ارتقایافته(SERS) است، نشان داده‌اند که نانوستاره‌های طلایی، رفتار نوری سودمندی دارند. وجود چنین رفتاری موجب می‌شود تا این نانوذرات جدید در تصویربرداری و آشکارسازی شیمیایی و زیستی، بسیار مناسب باشد. این محققان دریافتند که هنگام استفاده از نانوستاره‌های طلایی و نقره‌ای، حساسیت SERS نسبت به وقتی که از سایر نانوذراتِ متداول استفاده می‌شود، بین ده تا صد هزار بار بیشتر می‌گردد.
SERS بر پایه نانوذراتی فلزی طراحی شده‌است که معمولاً از جنس طلا یا نقره هستند. این نانوذرات، سیگنال‌های تولیدشده مقادیر ناچیزی از مولکول‌ها را تقویت می‌کنند. دانشمندان برای انجام این گونه آزمایش‌ها، نور لیزر را بر روی یک محلول آبی(شامل نانوذرات مذکور و مولکول دلخواه) می‌تابانند و نور پراکنده‌شده را بازبینی می‌کنند. خصوصیات جزئی نانوذرات و مولکول بر روی قدرت نور پراکنده‌شده اثر می‌گذارد. این نور دارای نوعی اثر انگشت برای مولکول است که تحت عنوان «امضای ارتعاشی» شناخته می‌شود. به کمک نانوذرات تقویت‌کننده این امضا، می‌توان مقادیر بسیار کمی از مولکول‌های موجود در یک محلول را آشکارسازی کرد.
این گروه، با استفاده از دو مولکولِ هدف(۲ mercaptopyridine-و crystal violet)، خصوصیات نوری نانوستاره‌ها را بررسی کردند. علّت انتخاب این مولکول‌ها تشابه ساختاری آنها با مولکول‌های زیستی بود و اینکه دارای تعداد زیادی از الکترون‌های غیر جای‌گزیده بودند.
محققان NIST دریافتند که با حضور نانوستاره‌ها در محلول، سیگنالِ رامانِ مولکولِ ۲ mercaptopyridine- صدهزار بار، قوی‌تر می‌گردد، همچنین این ستاره‌ها نشان دادند که قادرند امضای crystal violet را نسبت به زمانی که از کارامدترین ماده پیشین(نانومیله‌ها) استفاده می‌شود بار، ده بار قوی‌تر کنند. نانوستاره‌ها و نانومیله‌ها نسبت به نانوکره‌ها(که معمولاً در ارتقای رامان مورد استفاد قرار می‌گیرند) از کارایی بالاتری برخودارند.
آنجلا هایت‌والکر، فیزیک‌دانِ NIST و گروهش، فرایند ساخت نانوستاره‌های طلایی را تکمیل کردند. آنها این نانوذرات را به روش پایین بالا و با بهره‌گیری از تغییرات سطحی(برای اصلاح فرایند رشد نانوذرات و کنترل شکل آنها) تولید کردند. این گروه پس از تعلیق نانوذرات مذکور در یک محلول، آنها را تحریک کردند تا به شکل توده دربیایند و تا «نقاط داغِ» چندگانه‌ای ایجاد کنند. میزان ارتقا در این نقاط، به شکل چشمگیری بیشتر از میزان ارتقا در یک نانوستاره واحد است.
از این نانوذرات منحصر‌به‌فرد، ممکن است در آینده برای کاربردهایی چون تشخیص بیماری و یا تشخیص کالای قاچاق نیز استفاده شود. بنا به اظهارات هایت‌والکر، امکان ساخت این نانوذرات به‌صورت جمعی و در نظر گرفتن خصوصیات نوری مطلوب برای آنها، باید محققان را تشویق کند تا کاربردهای ممکن آنها را ارزیابی کنند، شاید به این شکل، این نانوذرات به ستاره‌های دنیای نانو تبدیل شوند.
