Στα πλαίσια των ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΣΕΜΙΝΑΡΙΩΝ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ, την Τρίτη 19 Δεκεμβρίου 2023, ώρα 13.00, ο Κωνσταντίνος Ανδρικόπουλος, αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών, θα δώσει ομιλία με τίτλο
Φασματοσκοπία Raman – Εφαρμογές στην ανίχνευση και ποσοτικοποίηση μοριακών ειδών σε χαμηλές και εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις
Η ομιλία θα γίνει στην αίθουσα Φ7 του τμήματος Φυσικής.
Περίληψη
Το φαινόμενο της μη ελαστικής σκέδασης φωτός από την ύλη χρησιμοποιείται για την ανίχνευση δονητικών διεγέρσεων μορίων και κρυστάλλων. Μέσω της φασματοσκοπίας Raman χρησιμοποιείται στη μελέτη της δομής σε μοριακή κλίμακα και εξαιτίας του ότι βασίζεται στην αλληλεπίδραση φωτός-ύλης, σε συνδυασμό με τις δυνατότητες που έχει προσφέρει η τεχνολογία όσον αφορά σε νέους ανιχνευτές και οπτικές διατάξεις, μπορεί να εφαρμοστεί μη επεμβατικά, in situ σε συνθήκες ελεγχόμενης θερμοκρασίας / πίεσης / ατμόσφαιρας, ή ακόμα και on-site ή in vivo, χωρίς ιδιαίτερη προετοιμασία του υπό μελέτη δείγματος. Το μεγάλο πλεονέκτημα της τεχνικής να παράσχει πλούσια πληροφορία για την ταυτοποίηση μοριακών ειδών περιορίζεται από το γεγονός πως το φαινόμενο της μη ελαστικής σκέδασης του φωτός είναι ασθενές. Αποτέλεσμα είναι πως η συμβατική φασματοσκοπία Raman δε μπορεί να εφαρμοσθεί σε περιπτώσεις που τα υπό ανίχνευση μοριακά είδη βρίσκονται σε χαμηλές συγκεντρώσεις.
Στη διάλεξη θα αναφερθούμε στον τρόπο με τον οποίο το μειονέκτημα αυτό μπορεί να ξεπεραστεί με την εφαρμογή της επιφανειακής ενίσχυσης του φαινομένου Raman μέσω χρησιμοποίησης πλασμονικών νανο-σωματιδίων ή νανο-δομημένων επιφανειών. Θεωρητικά οι δυνατότητες της τεχνικής (Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) υπό αυτές τις συνθήκες οδηγούν στην ανίχνευση ελαχίστων μορίων (ακόμα και ενός) και σε συνδυασμό με τα πλεονεκτήματα που προαναφέρθηκαν καθίσταται ως ιδανική τεχνική στην ανίχνευση μορίων σε χαμηλές ή εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις, εν δυνάμει με πολλαπλές εφαρμογές όπως στην τοξικολογία, την ανίχνευση περιβαλλοντικών ρύπων (π.χ. φυτοφάρμακα, PFAS), τον έλεγχο καταλληλόλητας τροφίμων, τη μελέτη βιολογικών συστημάτων κ.α. Η έρευνα στο συγκεκριμένο πεδίο εστιάζει κυρίως: (α) στην ανάπτυξη «έξυπνων» πλασμονικών υποστρωμάτων SERS που απαιτεί σύνθεση/παρασκευή νανο-δομών, (β) στη βελτιστοποίηση των παραμέτρων μέτρησης, που προϋποθέτει έλεγχο κυρίως των οπτικών ιδιοτήτων, (γ) στην «αναγέννηση» των υποστρωμάτων SERS που βασίζεται σε υποστρώματα με κατάλληλες φυσικοχημικές ιδιότητες και (δ) στην επίτευξη αξιόπιστων/επαναλήψιμων ποσοτικών μετρήσεων. Με βάση τα παραπάνω, ενδεικτικά παραδείγματα ανάπτυξης και εφαρμογής κολλοειδών και στερεών υποστρωμάτων SERS για την ανίχνευση μοριακών ειδών σε χαμηλές συγκεντρώσεις θα αποτελέσουν μέρος της διάλεξης.