Nanopartículas e nanoestruturas ultrarrápidas abladas a laser para aplicações de sensoriamento baseado em espalhamento Raman aprimorado por superfície

A técnica de ablação a laser e líquidos concentra-se na síntese de nanopartículas e nanoestruturas através da ablação de um material-alvo em ambiente líquido ou gasoso, formando nanopartículas ecológicas sem surfactantes. Este escopo de pesquisa envolve refinar os parâmetros do laser, analisar propriedades de nanopartículas, explorar mecanismos de síntese e descobrir aplicações em vários campos, como catálise, sensoriamento, eletrônica, armazenamento de energia e imagens biomédicas. Desenvolvimentos recentes na ablação a laser para fabricação de nanomateriais envolvem a adequação dos tamanhos, formas e composição das nanopartículas, métodos de produção escaláveis, síntese de nanomateriais híbridos e funcionalização de superfícies.

Esses avanços oferecem estabilidade aprimorada, vida útil estendida, alta escalabilidade de até poucos gramas por hora e produção de nanopartículas coloidais e nanoestruturas de superfície comercialmente viáveis para diversas aplicações. Nos últimos tempos, várias outras improvisações, como processos de ablação por feixe de vasos ultrarrápidos e feixe de vórtices, foram implementadas para gerar nanoestruturas exóticas, bem como nanopartículas, com formas, tamanhos e topografias ajustáveis. As tecnologias que avançam na síntese de nanopartículas via ablação ultrarrápida a laser incluem simulações dinâmicas moleculares para entender a formação dessas nanopartículas.

Controle preciso para adequação do tamanho, forma e composição de nanopartículas em técnicas de caracterização de MET C.2 e monitoramento em tempo real. Os desafios experimentais envolvidos são técnicas de automação por meio de instrumentação e tecnologia aprimoradas, abordando o custo inicial de estabelecimento da própria técnica de ablação a laser, garantindo o preparo adequado da amostra, controlando a contaminação e anunciando a análise e interpretação dos dados para maior precisão e confiabilidade dos resultados. Em nosso laboratório, investigamos diversos materiais como ouro, prata, zinco, titânio, cobre, silicone, arseneto de gálio, germânio, óxido de grafeno, háfnio e vários biomas metálicos, trimetálicos e monóxidos.

Experimentos de ablação a laser foram conduzidos em diferentes ambientes usando várias condições de focalização para processamento preciso de material e síntese de nanopartículas.