Lo scattering Raman potenziato dalla superficie (SERS) consente analisi multidisciplinari delle tracce e il potenziale rilevamento di singole molecole. Shi Bai e Koji Sugioka di RIKEN riportano una revisione completa dei recenti progressi nelle strategie per la fabbricazione di substrati SERS altamente sensibili. Le tecniche basate sul laser a femtosecondi sono discusse come uno strumento versatile per la fabbricazione di substrati SERS. Vengono evidenziati diversi approcci per migliorare le prestazioni dei dispositivi di rilevamento SERS, e vengono esaminate le applicazioni biologiche e di rilevamento in tempo reale.

Negli anni '70, Fleischmann scoprì che su nanostrutture metalliche nobili, lo scattering Raman della piridina è stato potenziato di centinaia di volte. Gli scienziati hanno attribuito il miglioramento al campo elettrico localizzato altamente amplificato vicino alla superficie di specifiche nanostrutture metalliche nobili. Così, questo fenomeno è stato chiamato diffusione Raman potenziata dalla superficie (SERS). Attualmente, sebbene il meccanismo di potenziamento della SERS sia ancora in discussione, SERS presenta capacità incomparabili per il monitoraggio e il rilevamento con elevata sensibilità in diversi campi tra cui ambiente, biomedicina, sicurezza del cibo, archeologia, e componenti del suolo. La lavorazione con laser a femtosecondi sta attirando sempre più l'attenzione per l'uso nella fabbricazione di substrati SERS grazie alla sua versatilità, flessibilità e alta risoluzione.

In un nuovo articolo pubblicato su Produzione avanzata leggera , un team di scienziati, guidato dal Prof. Koji Sugioka e dal Dr. Shi Bai del team di ricerca sull'elaborazione laser avanzata, Centro RIKEN per la fotonica avanzata, RIKEN, Il Giappone ha esaminato i metodi di fabbricazione di substrati SERS altamente sensibili mediante elaborazione laser a femtosecondi e le loro applicazioni. Il documento ha innanzitutto fornito i criteri comunemente utilizzati per la valutazione dei substrati SERS e ha riassunto i metodi di calcolo utilizzati per trovare il fattore di miglioramento. Sono state quindi introdotte le tipiche tecnologie di lavorazione laser a femtosecondi per la fabbricazione di substrati SERS. Per realizzare il rilevamento attomolare con i substrati SERS, gli autori hanno evidenziato diverse strategie che impiegano effetti di potenziamento sinergici. Inoltre, le recenti applicazioni del SERS per il rilevamento in tempo reale basato su chip microfluidici e biomedicina compreso il riconoscimento cellulare, sono stati introdotti l'acido desossiribonucleico e l'identificazione delle proteine. Gli autori hanno concluso che continueranno gli ulteriori sforzi non solo per sviluppare la prossima generazione di substrati SERS con miglioramenti più elevati e limiti di rilevamento inferiori, ma anche per superare problemi irrisolti come un metodo universale per il calcolo del fattore di miglioramento e la stabilità e robustezza dei substrati SERS.