Способ формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов для неразрушающего анализа малых концентраций химических соединений методом Рамановской спектроскопии
Aerosol printing Printed electronics Plasmon structures 3D-microstructures Additive manufacturing Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)
Настоящее изобретение относится к аддитивной технологии для формирования плазмонных наноструктур с усиленным комбинационным рассеянием на поверхностях объектов с целью неразрушающего анализа таких объектов по определению малых концентраций химических соединений методом Рамановской (комбинационной) спектроскопии. 
Результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в достижении высокой чувствительности метода поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния при одновременном обеспечении возможности последующего удаления плазмонных наноструктур с поверхности объекта без его повреждения, что делает данный метод анализа неразрушающим. 
Указанный результат достигается за счет того, что в способе формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов для неразрушающего анализа малых концентраций химических соединений в объектах методом рамановской спектроскопии, включающем получение потока аэрозоля с наночастицами в потоке транспортного газа, нагрев аэрозоля с наночастицами в потоке транспортного газа с обеспечением получения наночастиц сферической формы требуемого размера из металлов, транспортировку полученного потока аэрозоля с наночастицами к головке с соплом, фокусировку соплом потока аэрозоля наночастиц, осаждение наночастиц из сфокусированного потока аэрозоля на поверхность анализируемого объекта, для осаждения применяют неагломерированные сухие наночастицы, свободные от растворителей, связующих и иных примесей, полученные из плазмонно-активных металлов с модальными размерами, обеспечивающими локальное усиление электромагнитного поля зондирующего лазерного излучения рамановского спектрометра, причем осаждение наночастиц на поверхность анализируемого объекта производят с низкой скоростью для обеспечения достаточно слабого крепления наночастиц к поверхности объекта с возможностью их последующего удаления без повреждения объекта, например, сдуванием струей инертного газа, и при осаждении обеспечивают неполное покрытие необходимого для проведения измерений микроразмерного участка поверхности объекта монослоем наночастиц для максимизации спектра поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния. При этом получение потока аэрозоля с наночастицами в потоке транспортного газа производят в импульсно-периодическом газовом разряде, либо посредством испарения мишени лазерным излучением, либо электрическим взрывом проводников, либо термическим нагревом мишени, либо дуговым электрическим разрядом. Для нагрева аэрозоля с наночастицами в потоке транспортного газа с обеспечением получения наночастиц сферической формы требуемого размера используют источник лазерного излучения. Для активных сферических наночастиц металлов для поверхностно-усиленного Рамановского рассеяния используют диаметр от 10 до 500 нм. Дополнительно производят формирование на поверхности сферических наночастиц тонкой оксидной оболочки толщиной от 1 до 10 нм перед их осаждением на поверхность объекта, посредством добавления в инертный газ кислорода. Покрытие участка поверхности объекта наночастицами производят со степенью заполнения монослоя из диапазона от 0,05 до 1,0, определяемой из условия максимизации спектра поверхностно-усиленного Рамановского рассеяния. После завершения измерений малых концентраций химических соединений в объекте методом поверхностно-усиленного Рамановского рассеяния последующее удаление осажденных наночастиц с поверхности анализируемого объекта без его повреждения производят с применением микропылесоса либо микромагнита.
Формирование плазмонных наноструктур с усиленным комбинационным рассеянием на поверхностях объектов с целью неразрушающего анализа таких объектов по определению малых концентраций химических соединений методом Рамановской (комбинационной) спектроскопии
Виктор
Иванов
Владимирович
Директор физтех-школы электроники, фотоники и молекулярной физики
Доктор физико-математических наук
Член-корреспондент РАН
I-3517-2014
55981719800
0000-0002-9149-0468
РОССИЯ
Сергей
Гаричев
Николаевич
Директор по исследованиям, разработкам и коммерциализации
РОССИЯ
29.29.39
Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением
01.03.UP
PHYSICS, PARTICLES & FIELDS
02.10.NS
NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
Виктор
Иванов
Владимирович
Разработка способа формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов
РОССИЯ
Денис
Корнюшин
Разработка способа формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов
ТУРКМЕНИЯ
Виктор
Надточенко
Андреевич
Разработка способа формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов
РОССИЯ
Алексей
Ефимов
Анатольевич
Разработка способа формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов
РОССИЯ
Анна
Лизунова
Александровна
Разработка способа формирования плазмонных наноструктур на поверхностях объектов
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
МФТИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
1027739386135
НИКОЛАЙ
КУДРЯВЦЕВ
НИКОЛАЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные автономные учреждения