Ngoài các vật liệu nano lưỡng kim như Ag/Au thì cũng có nhiều triển vọng thể hiện các đặc tính tán xạ Raman tăng cường. Cả hai kim loại này đều có dải phổ rộng cũng như các đặc tính xúc tác hoặc diệt khuẩn của Ag và Cu hoặc các oxit đồng. Về nguyên tắc, bằng cách sử dụng các cấu trúc như vậy, có thể xúc tác và theo dõi phản ứng hóa học trực tiếp ở kích thước hạt nhỏ, đơn lẻ bằng quang phổ Raman. Tuy nhiên, tính ổn định của Cu trong các dung môi thông thường vẫn là mối quan tâm lớn vì chúng dễ bị oxi hóa. Trong môi trường nước,
ngay cả khi được bảo vệ bởi các lớp ổn định, chúng nhanh chóng bị oxi hóa thành CuO. Vì vậy nhiều nhóm nhà khoa học đã khắc phục bằng cách sử dụng phương pháp kết hợp cắt bằng laser xung thay cho các phương pháp hóa. Họ thực hiện quá trình cắt đốt bằng laser của các mẫu Cu hoặc Ag trong môi trường lỏng với bước sóng cơ bản ở 1,064 nm. Chùm tia laze được hội tụ với thấu kính có tiêu cự 20cm, các mẫu được đặt trong một cuvet thạch anh 1cmx1cm và được giữ ở phía trước mặt phẳng tiêu cự 2cm. Thể tích của chất lỏng là 2ml.
Đường kính của điểm laze trên mẫu được cố định ở mức 1,4 mm. Các điều kiện hội tụ của chùm laze được duy trì không đổi trong các thí nghiệm cắt bỏ, trong khi năng lượng xung dao động trong khoảng từ 3 đến 50 mJ, bằng cách tính đến sự hấp thụ tia hồng ngoại của cột nước dài 2 cm tương ứng với bề mặt mẫu 0,15- 2,5 J/cm. Họ tiến hành đo phổ UV-vis tại chỗ với máy quang phổ sợi Avantes và đèn vonfram. Chùm lấy mẫu vuông góc với chùm laze và đi qua cuvet thạch anh cách đáy cuvet 0,5cm. Họ cũng ghi lại quang phổ UV-vis tại chỗ bằng máy quang phổ chùm tia kép một vài ngày sau khi các chất sơ chế huyền phù keo được chuẩn bị trong nước khử ion (18,2 M2 cm, ở 25oC), hoặc nước khử ion dung dịch AgNO3 (Aldrich, độ tinh khiết 99,9999%). TEM, kỹ thuật tia X phân tán năng lượng (EXD) và các mẫu TEM có độ phân giải cao (HRTEM) thu được bằng cách nhúng các lưới Ni phủ carbon vào huyền phù.
Các mẫu được chuẩn bị ngay trước khi phân tích bằng cách nhỏ vài giọt huyền phù keo trên nền thủy tinh soda và cho dung môi bay hơi. Laze được chọn ở bước sóng cơ bản 1,064 nm, sử dụng 1400 xung, cho phép hiển thị tốt cộng hưởng plasmon của chất keo. Lúc đầu cố định năng lượng mỗi xung (15 mJ) và nồng độ muối khác nhau. Sau đó cố định muối và thay đổi năng lượng trên mỗi xung. [27]
Hình 1.8. Phổ quang tử UV tại chỗ của một chất keo Cu/Ag thu được vớinồng độ 0,5 mM của AgNO. Năng lượng xung 15 mJ và 1400 lần chụp. Quang phổ được ghi
lại sau 200 lần chụp.[27]
Keo Cu/Ag có màu vàng cam đậm. Hình 1.8 cho thấy quang phổ UV-vis được ghi lại tại chỗ cho mỗi 200 xung laser trong trường hợp nồng độ AgNO3
0,5mM và năng lượng 15mJ. Quang phổ bị chi phối bởi dải plasmon ở 410 nm, dải này rộng hơn và chuyển dịch màu đỏ 14 nm so với dải AgNP thu được trong cùng môi trường. Từ một số thử nghiệm họ thu được một số chất keo hợp kim khá ổn định, điều kiện tốt nhất tương ứng với nồng độ muối trong khoảng 0,1 – 0,5mM. Đặc biệt từ các thử nghiệm ở Bảng 1.2 kết quả nhận các nano hợp kim ở nồng độ muối 0,5 mM được tích điện dương với giá trị điện thế là (+40
8) mV.
Bảng 1.2. Các thông số công nghệ trong chế tạo nano hợp kim Ag/Cu [27]
Mẫu Nồng độ muối (mM)
Năng lượng xung (mJ)
Tiềm năng (mV)
Cu trong AgNO3 0,5 3 +134
Cu trong AgNO3 0,5 15 +408
Cu trong AgNO3 0,5 25 +397
Cu trong AgNO3 0,5 32 +3410
Cu trong AgNO3 0,5 50 +337
Ag trong AgNO3 0,5 15 +31
Ag trong nước 0 15 -485
Hình 1.9. Sự hấp thụ ở đỉnh plasmon so với năng lượng xung của chất keo mới Cu/Ag thu được trong 0,5 m M AgNO3; dung dịch nước trong (hình vuông) và nano đồng
(CuNPs) thu được trong nước tinh khiết ( hình tròn). [27]
Hình 1.9 cũng cho biết độ hấp thụ giữa các dải của chất keo Cu NPs ở 400 nm (hình tam giác). Số lần bắn tia laze: 20000 cho các mẫu thu được ở 3 ml và 1400 cho tất cả các mẫu khác.