Il lavoro del team è pubblicato sulla rivista Environmental Science:Nano .

La piperidina, una piccola e potente molecola che funge da elemento costitutivo nell'industria farmaceutica e degli additivi alimentari, presenta rischi significativi per la salute sia degli esseri umani che degli animali a causa della sua natura tossica. Rilevare quantità anche minuscole di piperidina è essenziale per garantire la sicurezza dell’acqua potabile e degli alimenti. Il substrato plasmonico sviluppato presso l'Università Bar-Ilan, comprendente cavità triangolari fresate in una sottile pellicola d'argento e protetta da uno strato di 5 nanometri di biossido di silicio, offre una sensibilità senza precedenti alla piperidina, rilevando basse concentrazioni nell'acqua.

Mohamed Hamode, un dottorato di ricerca. Uno studente del Dipartimento di Chimica di Bar-Ilan, in collaborazione con il dottor Elad Segal, ha sviluppato il dispositivo delle dimensioni di una monetina utilizzando un microscopio ionico focalizzato per praticare fori di dimensioni nanometriche su una superficie metallica. Programmando la trave con un programma per computer personalizzato, Hamode crea fori di varie forme.

Questi fori, più piccoli della lunghezza d'onda della luce visibile, aumentano il campo elettrico sulla superficie, portando la luce concentrata in aree molto piccole. Questa amplificazione consente di aumentare significativamente i fenomeni ottici, consentendo l'identificazione di una bassa concentrazione di molecole che prima non erano rilevabili con sonde ottiche.

Grazie al suo campo elettromagnetico confinato e potenziato, il substrato plasmonico offre un'alternativa efficiente ad altri substrati attualmente utilizzati nella spettroscopia Raman avanzata di superficie (SERS), aprendo strade per l'uso di dispositivi Raman portatili ed economici che consentono analisi più rapide ed economiche .

"Questo studio rappresenta un progresso significativo nel campo del monitoraggio ambientale", ha affermato il ricercatore senior Prof. Adi Salomon, del Dipartimento di Chimica e Istituto di Nanotecnologia e Materiali Avanzati di Bar-Ilan. "Sfruttando superfici metalliche nanostrutturate, abbiamo dimostrato il rilevamento di basse concentrazioni di piperidina nell'acqua utilizzando ottiche convenienti, offrendo una soluzione promettente per le configurazioni analitiche ambientali."

I risultati dello studio sottolineano il potenziale dei rilevatori plasmonici nel rivoluzionare il monitoraggio ambientale, in particolare nel rilevamento di rifiuti farmaceutici e contaminanti. La prossima settimana, Mohamed Hamode presenterà l'innovazione a una conferenza internazionale sulla microscopia che si terrà in Italia.