Engineering plasmonic nanomaterials for SERS applications

Resumo

Debido a sus extraordinarias propiedades, las nanopartículas de oro y plata se han utilizado en una variedad de aplicaciones, incluidas las que estan relacionada con surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy. El creciente empleo de esta técnica como herramienta analítica, empujó la investigación en el studio de nuevos sustratos SERS. Considerando estos datos, la thesis propuesta tiene como objetivo examinar estrategias para el diseño de nanomateriales novedosos y expande la molecular library de ligandos de superficie para funcionalizar las plataformas plasmónicas con un enfoque especial en la aplicación SERS. Primero, se propone un metodo para la formación homogenea de una capa de plata sobre núcleos de oro con diferentes características geométricas a través de un proceso de cold nanowelding- La nueva estrategia sintetica pretende superar las limitaciones identificadas en las reducciones químicas convencionales de sales metálicas en solución. En particular, la investigación realizada ha demostrado la fuerte implicación de algunos parámetros experimentales en la generación de estructuras bimetálicas de Au/Ag que conservan la morfología del sustrato de oro original. Segundo, un nuevo derivado de azobenceno fue propuesto como quimiorreceptor eficaz y de bajo coste para la detección SERS de tioles de bajo peso molecular clínicamente relevantes. Más concretamente, los agregados de nanopartículas de plata coloidalmente estables se equiparon con el mercapto-azobenceno derivado que, en presencia de biotioles, muestra importantes alteraciones espectrales SERS correlacionadas cuantitativamente con la rotura del enlace diazo mediada por moléculas pequeñas tioladas. Finalmente se estudió la producción de una graded-index (GRIN) lens que se obtuvo mediante el ensamblaje jerárquico de nanopartículas de oro en un núcleo micrométrico de sílice con el objetivo de examinar las propiedades exóticas ópticas relacionada con la compleja arquitectura y que consisten en la capacidad del sistema de concentrar la luz en el centro de la microesfera.