Detección ultrasensible empleando Grafeno crecido sobre estructuras 3D decorado con Nanopartículas

FABIO, SACCONE; CECILIA, DOS SANTOS CLARO; MERCEDES, MESSINA; FRANCISCO J. IBAÑEZ

Rio Cuarto

Congreso; 9 Congreso Argentino de Química Analítica; 2017

La espectroscopía SERS es una técnica muy poderosa para la detección de diferentes analitos con gran sensibilidad y reproducibilidad. Como la señal SERS depende fuertemente de la superficie activa, se han realizado muchos esfuerzos para mejorar la respuesta de tales plataformas. El grafeno es una material que ha atraído mucho interés debido a sus excelentes propiedades físicas, químicas y eléctricas como gran área superficial, alta movilidad electrónica y buena estabilidad química. En nuestro grupo realizamos la síntesis de grafeno por medio de deposición química de vapores (CVD) que nos permite obtener un nanomaterial de alta calidad y con un cubrimiento uniforme de toda la superficie. Si a la plataforma anterior se le agregan nanoestructuras plasmónicas, como nanoparticulas (NPs) de Au y de Ag, es posible obtener un aumento de la señal por fenómenos de resonancia de los plasmones superficiales. En este trabajo se desarrollan plataformas para SERS utilizando grafeno sintetizado por CVD sobre una estructura de Ni tridimensional (3D) referida como Ni/G sobre la cual se realizó la deposición de NPs con el fin de detectar Azul de Metileno. En el primer caso se depositaron NPs de Au (Ni/G/AuNPs) y en el segundo caso, se hicieron crecer NPs de Ag sobre la superficie de la plataforma por intercambio galvánico (Ni/G/AgNPs). Se logró realizar una caracterización exhaustiva de la estructura Ni/G (fig. a) empleando microscopía Raman como herramienta primaria entre otras técnicas. Se pudo distinguir significativas diferencias entre la intensidades de las bandas principales del grafeno (G y 2D) conforme cabiamos las zona de observacion de la espuma. Se observaron y calcularon estadisticamente dos zonas muy diferentes: zona centro y borde de la espuma. Las razones por las cuales se generan dichas diferencias de intensidad estan siendo evaluadas. En las figuras b) y c) se exhiben imágenes SEM de nuestras plataformas, donde se pueden ver las nanoparticulas depositadas en la superficie. La intensificación obtenida utilizando la plataforma que contiene plata resultó ser mayor que la obtenida con oro, como se esperaba. El factor de intensificación calculado para la plataforma con plata es 5,3x104 comparado con Silicio, teniendo en cuenta la banda Raman localizada en 1396 cm-1. La concentración límite detectada utilizando nuestra plataforma con plata es del orden de 10-9 M.