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新的纳米材料可能会导致高度敏感的生物分子传感器

可见光和红外光不会从新加坡研究人员开发的新型等离子体吸收器中逸出。银基纳米材料称为Ag-Sb2S3,它可以将捕获的所有光转移到光伏电池中以产生能量,或者转移到灵敏的检测器中,这些检测器可以挑选出漂浮在空气中的微小生物分子。

尽管由昂贵的银制成,但Ag-Sb2S3的生产成本较低,因此价格可承受。除了上述应用之外,还有望实现许多与光有关的应用。

纳米材料具有等离子体吸收器,这种非常小的结构可以捕获等离子体,即量子或最小数量的等离子体振荡。这使其非常有效地吸收可见光和近红外光。

Ag-Sb2S3可以毫无问题地沉积在各种塑料和其他热敏性基材上。如果用作涂层,纳米结构将赋予现有材料新的功能。

吸光纳米材料的明显用途是提高光伏电池的效率。此外,可以调节等离激元吸收剂,以寻找因存在生物分子而产生的微小光学信号。(相关:这是一些在家里使用太阳能的想法。)

吸光纳米材料不需要酸或高温

新加坡设计技术大学(SUTD)的一个研究小组在制造Ag-Sb2S3时使用了银颗粒。每个银颗粒比人类最细的头发细一千倍。

纳米材料的另一半是三硫化锑(Sb2S3)。Sb2S3和银都不能混溶,这意味着它们不会以油和水分开的方式混合在一起。

大多数纳米结构图案都是使用光刻技术和强酸蚀刻掉的。它们还需要很高的温度,这会熔化许多其他材料。

但是,Ag-Sb2S3不使用光刻或一滴酸。取而代之的是,它可以操纵其吸收结构的表面形状,该结构具有用于捕获光的非常小的孔。

该制造技术还将在室温下工作,从而使纳米材料非常安全有效地用于柔性塑料,晶体基板,玻璃和其他常规材料。SUTD研究人员罗伯特·辛普森(Robert Simpson)透露,他的团队已经在100毫米直径的塑料,硅(SI)和二氧化硅(SiO2)上测试了Ag-Sb2S3。

他说:“这种单步大面积制造方法使这种材料在工业上具有重要意义。”“实际上,纳米结构是使用改良技术生长的,该技术通常用于在大面积窗户玻璃上制造着色膜。”

等离子体吸收器不会让可见光和近红外光消失

辛普森和他的队友展示了Ag-Sb2S3纳米多孔结构吸收宽范围波长的能力。它可以访问可见光(400-700纳米)和近红外光(400纳米至4微米)的光谱。

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