Nanopartículas y nanoestructuras ultrarrápidas ablacionadas con láser para aplicaciones de detección basadas en dispersión Raman mejorada en superficie

La técnica de ablación láser y líquidos se centra en la síntesis de nanopartículas y nanoestructuras mediante la ablación de un material objetivo en un entorno líquido o gaseoso, formando nanopartículas ecológicas sin ningún tipo de tensioactivos. Este alcance de investigación implica el refinamiento de los parámetros del láser, el análisis de las propiedades de las nanopartículas, la exploración de mecanismos de síntesis y el descubrimiento de aplicaciones en diversos campos, como la catálisis, la detección, la electrónica, el almacenamiento de energía y las imágenes biomédicas. Los desarrollos recientes en la ablación láser para la fabricación de nanomateriales implican la adaptación de los tamaños, las formas y la composición de las nanopartículas, los métodos de producción escalables, la síntesis de nanomateriales híbridos y la funcionalización de superficies.

Estos avances ofrecen una estabilidad mejorada, una vida útil prolongada, una alta escalabilidad de hasta unos pocos gramos por hora y una producción comercialmente viable de nanopartículas coloidales y nanoestructuras de superficie para diversas aplicaciones. En los últimos tiempos, se han implementado otras improvisaciones, como los procesos de ablación ultrarrápida con haz de vaso y haz de vórtice, para generar nanoestructuras exóticas, así como nanopartículas, con formas, tamaños y topografías ajustables. Las tecnologías que avanzan en la síntesis de nanopartículas a través de la ablación láser ultrarrápida incluyen simulaciones dinámicas moleculares para comprender la formación de estas nanopartículas.

Control preciso para adaptar el tamaño, la forma y la composición de las nanopartículas en técnicas de caracterización C.2 TEM y monitorización en tiempo real. Los desafíos experimentales involucrados son las técnicas de automatización a través de la mejora de la instrumentación y la tecnología, abordar el costo de establecimiento inicial de la técnica de ablación láser en sí, garantizar la preparación adecuada de la muestra, controlar la contaminación y anunciar el análisis y la interpretación de datos para aumentar la precisión y confiabilidad de los resultados. En nuestro laboratorio, hemos investigado diversos materiales como oro, plata, zinc, titanio, cobre, silicona, arseniuro de galio, germanio, óxido de grafeno, hafnio y varios biomas metálicos, trimetálicos y monóxidos plus.

Los experimentos de ablación láser se llevaron a cabo en diferentes entornos utilizando diversas condiciones de enfoque para el procesamiento preciso de materiales y la síntesis de nanopartículas.