은 입자 코팅 양극산화알루미늄을 이용한 표면증강라만산란 연구 = Surface-Enhanced Raman Scattering by using the silver-coated Anodized Aluminum Oxide
저자
발행사항
청주 : 충북대학교 일반대학원, 2024
학위논문사항
학위논문(석사)-- 충북대학교 일반대학원 : 물리학과(원) 연구장비개발 2024. 2
발행연도
2024
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
충청북도
형태사항
67 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김경호
UCI식별코드
I804:43009-000000059814
소장기관
본 연구에서는 양극산화알루미늄(AAO) 나노채널과 표면에 성장 된 은 나노 입자에 의한 표면증강라만산란(SERS)을 사용하여 수용액 상에서 화학종을 실시간 감시하는 새로운 방법론을 제시한다. 은 입자 코팅 양극산화알루미늄을 이용한 표면증강라만산란을 통해 분자를 검출할 때 목적 분자 흡착의 높은 선택성과 효율성을 달성하기 위해 다양한 thiol 분자로 은이 코팅된 양극산화알루미늄 표면을 화학적으로 표면처리를 했다. 이를 증명하기 위해, 수성 도파민의 표면증강라만산란 신호의 시간에 따른 변화를 thiol 분자의 작용기에 따라 라만 세기와 검출 감도의 뚜렷한 변화를 확인하였다. 특히 -OH 작용기로 처리된 양극산화알루미늄 기판 표면은 다른 표면처리 기판에 비해 가장 강한 라만 신호와 10배 높은 검출 감도를 확인했다. 반대로 -COOH, -CH3, -NH2 작용기로 표면처리 된 기판에서는 도파민 신호가 검출되지 않았다. 이러한 결과를 통해 수용액 상에서 표면증강라만산란 표면에 처리된 분자와 도파민 사이의 상호작용에 따라 접근성이 다른 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시하는 표면증강라만산란 플랫폼은 분자의 크기에 따른 분리, 특정 분자 검출이 필요한 의료 및 환경 감시 분야의 응용 등 상당한 이점을 제공한다. 또한, 수용액 상에서 화학종에 대한 실시간 감시는 시간에 따른 화학 분석이 필요한 다양한 분야에서 사용을 기대한다.
더보기The author present a novel methodology for real-time monitoring of chemical species in aqueous solutions using surface-enhanced Raman scattering (SERS) with silver-coated nanochannels embedded in an anodized aluminum oxide (AAO) membrane. To achieve high selectivity and efficiency in adsorbing target molecules, chemically functionalized the silver-coated AAO (Ag-AAO) surface with various thiol molecules. As a proof-of-concept, I demonstrated the SERS monitoring of aqueous dopamine, revealing distinct variations in Raman intensity and detection sensitivity based on the functional groups of the thiol molecules. Specifically, the AAO substrate surface treated with -OH functional groups exhibited the strongest Raman intensity and 10 times higher detection sensitivity compared to the untreated substrate. Conversely, the presence of –COOH, -CH3, and –NH2 functional groups resulted in weaker dopamine Raman signals compared to the untreated substrate. These observations can be attributed to the differentia accessibility of dopamine molecules interacting with the SERS hotspot surface in the aqueous solution. The author’s optimized SERS platform offers significant advantages, including the ability to work with ultrasmall analyte volumes, real-time monitoring with molecula rselectivity, and promising applications in healthcare and environmental monitoring. Inaddition, the suggested real-time monitoring of chemical species in aqueous solutions facilitate advancements in various fields requiring accurate and timely chemical analysis.
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