Kasztelan Mateusz

Zakład Dydaktyczny Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych

Hybrydowe nanostruktury złota i zredukowanego tlenku grafenu jako podłoża SERS

Mateusz Kasztelan

Promotor: dr hab. Barbara Pałys, prof. UW
Opiekun: dr Anna Jabłońska

Głównym celem pracy magisterskiej było opracowanie metody wytwarzania kompozytu zbudowanego z nanocząstek złota oraz zredukowanego chemicznie tlenku grafenu (RGO). Powyższy układ został zastosowany jako wydajne podłoże do wzmocnionej powierzchniowo spektroskopii Ramana. Właściwości plazmonowe nanostrukturalnego złota zapewniły silne wzmocnienie intensywności widma poprzez mechanizm elektromagnetyczny [1], natomiast zredukowany tlenek grafenu posłużył jako matryca, na której osadzono nanocząstki. Dodatkowo, adsorpcja analitu na powierzchni tlenku grafenu skutkuje polepszeniem jakości otrzymywanych widm ze względu na pojawiające się wzmocnienie chemiczne oraz wygaszanie fluorescencji [2]. Kompozyt został otrzymany metodą samoorganizacji w roztworze na podłożu złotym. Jako związek modelowy do testowania właściwości otrzymanego układu wybrano barwnik – rodaminę 6G – ze względu na jej wysoki przekrój czynny na rozpraszanie. Rodamina należy do związków silnie fluoryzujących w zakresie światła widzialnego, co jednak nie wpłynęło negatywnie na jakość otrzymywanych widm dzięki skutecznemu wygaszaniu fluorescencji przez RGO. Wyniki badań pokazały, że stosując skonstruowane podłoże można wykryć rodaminę o stężeniu 10^-8 mol/l. Szacowany współczynnik wzmocnienia powierzchniowego jest na poziomie 10⁶.

Celem pobocznym pracy magisterskiej było zbadanie wpływu roztworów zasad na strukturę tlenku grafenu. Stosując spektroskopię w podczerwieni wykazano, że zarówno woda amoniakalna, jak i roztwór wodorotlenku sodu powodują usunięcie z jego powierzchni części tlenowych grup funkcyjnych, głównie grup epoksydowych.

Literatura:
[1] Kerker M., Acc. Chem. Res., 1984, 17, 271.
[2] Kasry A., Ardakani A.A., Tulevski G.S., Menges B., Copel M., Vyklicky L., J. Phys. Chem. C., 2011, 116, 2858.