Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Small . I ricercatori sono stati guidati dal Prof. Huang Zhulin dell'Istituto di fisica dello stato solido, Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze, insieme a ricercatori dell'Università del Massachusetts Amherst.

Lo scattering Raman potenziato dalla superficie (SERS) è un metodo di rilevamento rapido e non distruttivo ampiamente utilizzato in vari campi, tra cui il monitoraggio di tracce di inquinanti, la sicurezza alimentare, la catalisi chimica e l'identificazione delle impronte digitali molecolari. Tuttavia, la maggior parte dei materiali SERS di metalli nobili sono costosi e mostrano una scarsa stabilità fisica e chimica, soprattutto in condizioni estreme come temperature elevate e ambienti fortemente corrosivi, dove l'effetto di potenziamento del SERS diminuisce rapidamente.

In questo studio, i ricercatori hanno sfruttato le caratteristiche dei boruri di metalli di transizione, che possono resistere a condizioni estreme come temperature elevate, acidi forti e basi forti, per sintetizzare tre polveri ceramiche di boruro di molibdeno (β-MoB, MoB₂ e Mo₂ B₅ ) basato su precursore in fase liquida e riduzione carbo/borotermica.

Le prestazioni SERS di questi boruri di molibdeno sono state valutate utilizzando sonde di rodamina 6G (R6G) e i risultati hanno indicato che β-MoB mostra un miglioramento SERS di cinque ordini di grandezza paragonabile alle nanoparticelle di Au. Le eccellenti prestazioni di potenziamento SERS del β-MoB possono essere attribuite alla sua maggiore energia di adsorbimento per le molecole R6G e alle significative interazioni di carica tra di loro.

Inoltre, i ricercatori hanno studiato l'impatto delle soluzioni di acidi forti e basi forti nonché dell'ossidazione ad alta temperatura sull'attività SERS dei boruri di molibdeno. Le polveri ceramiche di boruro di molibdeno sono state immerse in soluzioni di diverso pH e ossidate a 1000 °C per 30 minuti in atmosfera di ossigeno. I risultati dei test hanno indicato che l'effetto SERS dei boruri di molibdeno potrebbe essere ben mantenuto anche se esposti ad ambienti corrosivi e ad alte temperature.

Questo lavoro chiarisce la metodologia di controllo di fase e il meccanismo di potenziamento SERS delle ceramiche di boruro di molibdeno, ampliando la gamma di selezione di materiali attivi SERS da metalli nobili e semiconduttori a materiali ceramici a temperatura ultraelevata, che si prevede verranno utilizzati per il rilevamento e il rilevamento ottico in condizioni estreme ambienti.