Nanoparticelle e nanostrutture ultraveloci ad ablazione laser per applicazioni di rilevamento basate sullo scattering Raman potenziato dalla superficie

La tecnica dell'ablazione laser e dei liquidi si concentra sulla sintesi di nanoparticelle e nanostrutture mediante l'ablazione di un materiale target in ambiente liquido o gassoso, formando nanoparticelle ecocompatibili senza tensioattivi. Questo ambito di ricerca prevede il perfezionamento dei parametri laser, l'analisi delle proprietà delle nanoparticelle, l'esplorazione dei meccanismi di sintesi e la scoperta di applicazioni in vari campi come la catalisi, il rilevamento, l'elettronica, l'accumulo di energia e l'imaging biomedico. I recenti sviluppi nell'ablazione laser per la fabbricazione di nanomateriali comportano la personalizzazione delle dimensioni, delle forme e della composizione delle nanoparticelle, i metodi di produzione scalabili, la sintesi di nanomateriali ibridi e la funzionalizzazione della superficie.

Questi progressi offrono una migliore stabilità, una maggiore durata di conservazione, un'elevata scalabilità fino a pochi grammi all'ora e una produzione di nanoparticelle colloidali e nanostrutture di superficie commercialmente valide per diverse applicazioni. In tempi recenti, sono state implementate varie altre improvvisazioni, come i processi di ablazione ultraveloce del fascio di vasi e di fascio di vortice, per generare nanostrutture esotiche, nonché nanoparticelle, con forme, dimensioni e topografie regolabili. Le tecnologie che fanno progredire la sintesi di nanoparticelle tramite ablazione laser ultraveloce includono simulazioni dinamiche molecolari per comprendere la formazione di queste nanoparticelle.

Controllo preciso per personalizzare la dimensione, la forma e la composizione delle nanoparticelle nella caratterizzazione TEM C.2 e nelle tecniche di monitoraggio in tempo reale. Le sfide sperimentali coinvolte sono le tecniche di automazione attraverso il miglioramento della strumentazione e della tecnologia, affrontando il costo iniziale di stabilimento della tecnica di ablazione laser stessa, garantendo una corretta preparazione del campione, controllando la contaminazione e annunciando l'analisi e l'interpretazione dei dati per una maggiore precisione e affidabilità dei risultati. Nel nostro laboratorio, abbiamo studiato diversi materiali come oro, argento, zinco, titanio, rame, silicone, arseniuro di gallio, germanio, ossido di grafene, afnio e vari biomi metallici, trimetallici e monossidi plus.

Gli esperimenti di ablazione laser sono stati condotti in diversi ambienti utilizzando varie condizioni di messa a fuoco per una lavorazione precisa dei materiali e la sintesi di nanoparticelle.