生物仿真Ag/ZnO@PDMS混合纳米基层阵列介导的照片诱导增强的拉曼光谱传感器用于微塑料的定量和可视化分析
Zhengdong Zhu1, Konghao Han1, Yating Feng1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Hefei University of Technology, 193 Tunxi Road, Hefei 230009, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 19, 2023
概括
研究人员开发了一种新型传感器,使用灵感来自龙翅膀的纳米结构来检测微塑料. 这项技术结合了表面增强拉曼光谱 (SERS) 和照片诱导增强拉曼光谱 (PIERS),用于水中的敏感和视觉微塑料分析.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 环境科学与技术 环境科学与技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 微塑料是普遍存在的环境污染物,对生态系统和人类健康有重大毒性问题.
- 目前的分析方法往往缺乏有效检测微塑料所需的灵敏度,特异性或同时化学和形态信息.
- 需要先进的传感技术,能够在复杂的环境矩阵中对微塑料进行定量和视觉痕迹分析.
研究的目的:
- 开发一种高度敏感和可重复的基质,用于微塑料的微量分析.
- 整合光诱导增强拉曼光谱 (PIERS) 与表面增强拉曼光谱 (SERS) 进行增强的微塑料检测.
- 创建一个便携式和实用的传感器,用于在各种水样中定量和视觉识别微塑料.
主要方法:
- 在聚二甲基 (PDMS) 基板上装饰着AgNP的仿真龙翅膀ZnO纳米基阵列的制造.
- 使用Ag/ZnO@PDMS纳米基阵列作为SERS和PIERS的基板.
- 使用"咖啡环效应"与PIERS一起用于增强微塑料的歧视和检测.
主要成果:
- Ag/ZnO@PDMS基板在微塑料量化方面表现出高灵敏度和信号可重复性 (RSD ~ 5.89%).
- 与SERS相比,PIERS实现了11.3倍的信号增强,当基板被紫外线照射时.
- 传感器成功识别和量化聚乙烯 (PE) 和聚乙烯 (PS) 微塑料在各种水类中的微量水平 (25μg/mL),检测极限低,回收率高.
结论:
- 开发的模仿龙翅膀的Ag/ZnO@PDMS纳米基质阵列作为SERS和PIERS的有效基质.
- 通过将PIERS与咖啡环效应集成,可以对微塑料进行敏感,定量和视觉检测.
- 这种便携式PIERS传感器显示出对环境水样中的微塑料的实用,通用和现场监测具有显著的希望.
