Demirel ve Usta araştırma gruplarının iki yıllık yoğun bir Ar-Ge çalışması sonucu ortaya koydukları “Nano yapılı Organik Yarı-iletken Filmlerin Yüzey-Güçlendirilmiş Raman Spektroskopisi (SERS) Platformu Olarak Kullanımı” başlıklı çalışma dünyanın en prestijli ve en fazla atıf alan malzeme dergisi Nature Materials’da yayınlandı.

Araştırmada,organik bir yarı-iletken molekül kullanılarak özgün bir üretim yaklaşımı ile sarmaşık morfolojisinden nano yapılı filmler büyütüldü. Şimdiye kadar SERS uygulamalarında metalik, inorganik yapılar kullanılmasına rağmen organik temelli bir yapının güçlendirme sağlayabildiği, dünyada ilk kez bu çalışmada ortaya çıkarıldı.

Alt tabakayı oluşturmak için, araştırmacılar α, ω-diperfloroheksilquatthiofen (DFH-4T) adı verilen bir organik yarı iletken kullandılar. Her iki ucunda da dört tiofen halkası ve bir fluorokarbon zinciri çekirdeği vardır.

Florokarbon zincirleri çok amaçlıdır. Bunlar olmadan elde edilen filmler pürüzsüzdür ve bu nedenle SERS sinyalini yükseltmezler. Nanoyapılara ek olarak, florokarbonlar yüzeyi son derece hidrofobik hale getirir, bu da konsantre analit moleküllerinin incelenmesine yardımcı olur.

Konuyla ilgili Nature dergisine açıklama yapan New York Şehir Üniversitesiden (ABD) Prof. Dr. John R. Lombardi, Gerçekleştirilen çalışmanın SERS alanında yeni ufuklar açacağını ve bu keşfin yakın gelecekte moleküler sensör alanında SERS’in kullanımını artıracağını belirtti.

Brescia Üniversitesi'nden SERS uzmanı Ivano Alessandri; Organik yarıiletkenler "Raman saçılmalarının alışılmamış bir şekilde iyileştirilmesi için materyal çeşitlilğini zenginleştiriyor" diyor. Bununla birlikte, yaklaşık 3,000 büyütme faktörü hala oldukça sınırlı ve ultra-hassas analiz için plasmonik metallerin yardımını gerektiriyor.

Facchetti, yarı iletken filmden SERS artışını yukarı doğru itmeyi umuyor. Raman sinyalini daha da güçlendirebilecek ekstra elektronlar eklemek için kimyasal katkılar veya harici elektrik alanları kullanmayı düşünüyor.

Ancak, büyüme faktörleri, yarı iletken filmlerin kendi başına SERS alt tabakaları gibi cazip hale getirilmesi için çok küçük olmasına rağmen, filmler metal alt tabakalar için iyi şablonlar oluşturabilir. Bu şekilde, araştırmacılar pahalı ve zaman alıcı lithography tekniklerine ihtiyaç duymadan nanoyapılı altın yüzeyler yapabilirler.

Çalışmayla ilgili olarak Amerika’nın önde gelen bilim-teknoloji magazin dergisi C&EN News Dergisi’ne röportaj veren Doç. Dr. Demirel ve Doç. Dr. Usta, bu çalışmadan gurur duyduklarını ve elde ettikleri sonuçlarla yakın gelecekte moleküler sensör alanında düşük maliyetli, basit ve hızlı üretilen platform çalışmalarına öncülük ettiklerini belirttiler.

Haber CHEMLİFE Dergisi 5. Sayısından Alınmıştır