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Nafion stabilized Ag nanopillar arrays as a flexible SERS substrate for trace chemical detection
Materials Chemistry and Physics ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.123291 Xinfeng Guo , Dapeng Wang , Ranjha Khan
Materials Chemistry and Physics ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.123291 Xinfeng Guo , Dapeng Wang , Ranjha Khan
Abstract In this work, a novel method for fabrication of a flexible SERS substrate was designed and implemented by combining colloidal lithography, oxygen plasma etching, ionic exchange and in-situ chemical reduction on Nafion membrane. First of all the periodic nanopillar arrays were produced on Nafion membrane by colloidal lithography and oxygen plasma etching. Further, ionic exchange and in-situ chemical reduction were carried out through which three-dimensional (3D) Nafion stabilized Ag nanopillar arrays were obtained that showed significant contribution to SERS enhancement. The SERS results showed that the optimized Nafion stabilized Ag nanopillar arrays exhibited high SERS sensitivity to R6G and good reproducibility to p-ATP. The R6G with a low concentration of 10−11 M could be detected and the good reproducibility with relative standard deviation (RSD) less than 10% could be obtained using a portable Raman spectrometer. After undergoing the cyclic bending deformation, the flexible substrate still maintain stable SERS signals, implying that it can withstand mechanical deformation without losing SERS performance. In addition, the designed platform achieved high sensitivity to detect the harmful malachite green (MG) with a low concentration of 10−10 M, signifying a pronounced prospect as a potential flexible SERS platform for trace harmful chemical sensing.
中文翻译:
Nafion 稳定的银纳米柱阵列作为用于痕量化学检测的柔性 SERS 基板
摘要 在这项工作中,通过结合胶体光刻、氧等离子体蚀刻、离子交换和在 Nafion 膜上的原位化学还原,设计并实现了一种制备柔性 SERS 衬底的新方法。首先,通过胶体光刻和氧等离子体蚀刻在 Nafion 膜上产生周期性的纳米柱阵列。此外,通过离子交换和原位化学还原,获得了三维 (3D) Nafion 稳定的 Ag 纳米柱阵列,这对 SERS 增强有显着贡献。SERS 结果表明优化的 Nafion 稳定的 Ag 纳米柱阵列对 R6G 表现出高 SERS 敏感性和对 p-ATP 的良好重现性。使用便携式拉曼光谱仪可以检测到 10-11 M 的低浓度 R6G,并且相对标准偏差 (RSD) 小于 10% 可以获得良好的重现性。在经历循环弯曲变形后,柔性基板仍保持稳定的 SERS 信号,这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。
更新日期:2020-09-01
中文翻译:
Nafion 稳定的银纳米柱阵列作为用于痕量化学检测的柔性 SERS 基板
摘要 在这项工作中,通过结合胶体光刻、氧等离子体蚀刻、离子交换和在 Nafion 膜上的原位化学还原,设计并实现了一种制备柔性 SERS 衬底的新方法。首先,通过胶体光刻和氧等离子体蚀刻在 Nafion 膜上产生周期性的纳米柱阵列。此外,通过离子交换和原位化学还原,获得了三维 (3D) Nafion 稳定的 Ag 纳米柱阵列,这对 SERS 增强有显着贡献。SERS 结果表明优化的 Nafion 稳定的 Ag 纳米柱阵列对 R6G 表现出高 SERS 敏感性和对 p-ATP 的良好重现性。使用便携式拉曼光谱仪可以检测到 10-11 M 的低浓度 R6G,并且相对标准偏差 (RSD) 小于 10% 可以获得良好的重现性。在经历循环弯曲变形后,柔性基板仍保持稳定的 SERS 信号,这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。这意味着它可以承受机械变形而不损失 SERS 性能。此外,设计的平台在检测低浓度为 10-10 M 的有害孔雀石绿 (MG) 方面实现了高灵敏度,这表明作为用于痕量有害化学传感的潜在灵活 SERS 平台具有明显的前景。