研究纳米结构的拉曼光谱

2020年5月21日文章更新

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研究纳米结构及其应用,使用现代拉曼光谱,是一个非常活跃和迅速发展的地区物理、材料研究、化学科学,生物和生物医学应用。亚博老虎机网登录

“一种新型的二次辐射”——是大自然1928年发表的论文的标题,C•V•拉曼印度物理学家,和K S克里希。这项研究的意义是如此明显,两年之内,发现者被授予1930年诺贝尔物理学奖。

当拉曼是着迷于地中海的深蓝颜色在美国美国Narkunda从英国飞到印度,他思考:“为什么大海是蓝色的吗?”

与瑞利勋爵的解释,大海的蓝色只是反映了蓝天,拉曼相信大海的蓝“色”是由于分子散射,就像天空的蓝色。这是一开始的发现拉曼效应。他在光散射机制产生了兴趣。对单色光的发病率在不同的高纯度液体,拉曼和他的团队观察到变化散射光的频率(不像瑞利散射,没有变化的频率,称为弹性散射)和极化的变化。“软弱的全盛时期”——是如何被称为观察没有更好的词或观察到的现象的一个可能的解释。

拉曼,后来,称之为“修改散射”或“新型的二次辐射”当他意识到他所观察的可见光模拟x射线光子康普顿效应。这一发现的实验证明理论Kramers-Heisenberg效应(色散的量子理论);现在这种效果在相对应的可见光振动模式称为拉曼效应。

喇曼效应被美国物理学家r·w·伍德“…量子理论的一个最好的令人信服的证据”。

“…一个人吸引了他的注意力,康普顿效应的发现一些几年前,和拉曼回答说,“啊,但我的效应将发挥很大作用化学和分子结构!这句话的确是先知”

量子机械,能源过渡,参与散射分子的振动状态,观察到由于喇曼效应/散射光。它包括~ 1 107年的入射光子。拉曼光谱是研究光谱的单色光(由于喇曼效应)从物质分子结构的信息。如果一个分子的中心对称拉曼活性振动红外活性,反之亦然。如果没有对称中心一些(但不是全部)振动拉曼和红外活性。拉曼光谱的研究揭示了原子之间的相互作用位置,电子分布和分子的力量。

每种类型的债券特征的振动模式;因此每一种分子都有自己的光谱“指纹”。一块拉曼强度和拉曼位移是一个拉曼光谱。因此,拉曼光谱是一种化学指纹图谱,将在一个广泛的应用程序的工具和研究。拉曼光谱可以上市的一些优点如下:水不影响强烈,同时直接样品分析和估计多个分析物是可能的,小样本体积和最小样品制备是必需的,非破坏性,定量信息,时空上任何样本进行分析,光谱也可以得到解决。它是用于高灵敏度label-free分子物种的识别。这是一个优势作为分析工具在生物科学,化学科学,材料科学和地球科学。亚博老虎机网登录一些生物分子具有不同的拉曼特性产生结构和环境信息。纳米科学家也是一个巨大的工具。这个工具如何识别研究纳米结构化学和结构指纹援助?

纳米结构被定义为结构,至少有一个或所有的尺寸在1 - 100纳米的范围。这些纳米结构介于两者之间宏观物质和分子/原子物种;结构大小呈现他们自己独特的属性。纳米结构可以设计不同的属性,和今天在任何领域有广泛的应用。纳米管、团簇、纳米孔、nanosurfaces nanocubes,纳米线是几纳米结构的名字。现有技术的出现是在利用这些纳米结构。光学纳米结构是一个有趣的领域和拉曼光谱的研究增加了一个完全不同的视角。往往是很重要的研究这些纳米结构的化学和结构性质表面或内部(使用共焦技术);这可以通过拉曼光谱研究。几个应用拉曼光谱研究纳米结构在这里引用。

拉曼光谱可以用于生物物理结构分析的分子纳米结构。聚合物纳米结构、二氧化硅纳米粒子、单壁碳纳米管(SWCNTs)和金属纳米粒子yabo214如金或银纳米粒子可以检测到正常或共振拉曼散射。这些纳米粒子作为药物在yabo214光疗车辆或在生物医学应用。

SWCNTs显示非凡的chirality-dependent属性;SWCNTs经常产生随机手性虽然有些SWCNT手性金属和其他半导体。它可以很容易地观察到由于他们强烈的共振拉曼光谱。在一项研究中,拉曼光谱是集成光学镊子、分析化学和物理性质的单一光学捕获粒子通过分子振动的指纹。yabo214这些拉曼镊子是用来监控单个活细胞,分子识别微生物在不同的纳米结构和表面分子。拉曼镊子是报道进行分析和操作的单壁碳纳米管(SWCNTs),石墨烯片,ser(表面增强拉曼光谱)活性金属纳米颗粒。yabo214

量子点的尺度依赖的研究使用拉曼转变表明,电子声子耦合随降低量子点的大小。

Fiber-laser-based受激喇曼散射显微镜是用来检测“基本诊断功能”,比如信息在特定的蛋白质纳米结构/综述,结构性变化导致聚合在术中组织学细胞帮助。拉曼光谱也用于毒性不同的纳米结构的研究,在生命系统。观察细胞的拉曼特征有助于应对这些纳米结构。细胞的反应也可以映射、分类和研究。这有助于在发展中了解nano-bio交互,包括双方的故事:纳米结构化学和细胞反应。

虽然贫穷/拉曼光谱中常常出现弱信号问题还有其他伟大的增强强度的方法:plasmon-enhanced拉曼光谱(per),包括表面增强拉曼光谱(ser) tip-enhanced拉曼光谱(参数)和独立nanoparticle-enhanced拉曼光谱(杰出人物)。

准确地定位在了一个分子5 nm纳米结构金属bowtie-shaped的差距。nanostructure-design产生可重复的高当地电场提高几个数量级。 单量分子表面增强拉曼散射(SM必经ser)应承担的个人的纳米结构(如纳米结构金属领结)可以利用的设计高度敏感的光子设备。

Tip-enhanced拉曼光谱(参数)已成为一个强有力的分析技术提供高灵敏度化学表面分子与纳米级映射在环境条件下的空间分辨率。纳米级映射-10海里的结构性缺陷和功能基团的空间分辨率是使用参数报告。此类研究优化光电设备基于2 d材料,如石墨烯,氧化石墨烯,单层二硫化钼等。亚博网站下载

非常具体和敏感的光谱,拉曼分子指纹的结构/蓬勃发展使得拉曼光谱技术在科学的所有方面。亚博老虎机网登录

引用

1. g . Venkataraman喇曼和他的影响(海德拉巴,大学出版社(印度),2005)
2. 简历拉曼和K.S. Krishnan,一种新型的二次辐射,Nature121 501 (1928)
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4. 蜀林应承担的张拉曼光谱及其在纳米结构中的应用(2012)在线ISBN: 9781119961659 | DOI: 10.1002 / 9781119961659
5. DNA折纸的金领结Nanoantennas定向组装单量分子表面增强拉曼散射
6. 稳定的纳米结构光学捕获和敏感特性使用驻波拉曼镊子
7. Nanostructure-based plasmon-enhanced拉曼光谱用于表面分析的材料亚博网站下载
8. 纳米材料亚博网站下载在复杂生物系统:从拉曼光谱的见解

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