O que é a dispersão Raman aprimorada pela superfície?

A dispersão Raman aprimorada na superfície é fenômeno, pelo qual os sinais de luz normalmente fracos associados à dispersão de Raman se tornam muito mais poderosos e mais facilmente detectáveis. Embora a espectroscopia Raman seja um meio útil de identificar moléculas presentes em um material ou solução, é limitada pelo fato de que o efeito é muito fraco, com normalmente apenas um em cada 10 fótons que recebem esse tipo de dispersão. A dispersão Raman aprimorada na superfície resulta nesse efeito amplificada bastante, normalmente por um fator de 10 3 a 10 6 e em algumas circunstâncias até 10 15 . O aprimoramento é alcançado quando as moléculas sob investigação estão em contato com ou nas proximidades de uma superfície de metal que tem rugosidade na escala de 10-100 nanômetros (NM). Prata, ouro e cobre dão os melhores resultados e geralmente são empregados na forma de nanopartículas.

Pensa -se que o efeito é produzido quando os plasmons são criados na superfície do metal pela luz do laser usada para atingir a dispersão Raman aprimorada na superfície. Os plasmons são ondas eletromagnéticas que viajam a uma curta distância pela superfície do metal quando a nuvem de elétrons do metal é estimulada pela luz. Pequenas irregularidades nas superfícies das nanopartículas parecem concentrar o efeito, o que aumenta ainda mais quando as nanopartículas são organizadas em grupos. O campo eletromagnético gerado parece causar moléculas na vizinhança imediata para demonstrar dispersão Raman muito mais intensa do que normalmente seria o caso. Também se pensa que a química pode desempenhar um papel em alguns casos, mas a pesquisa em relação a uma explicação completa está em andamento.

Esse efeito levou ao desenvolvimento da espectroscopia Raman aprimorada pela superfície (SERS), uma técnica que estendeu bastante o escopo da espectroscopia Raman, permitindo a detecção de AM extremamente pequenoOLTS de várias substâncias sem a necessidade de instrumentos caros. Para maximizar o efeito de espalhamento Raman aumentado na superfície, o material sob investigação é depositado em nanopartículas de metal adequadas, geralmente em um colóide. Como na espectroscopia tradicional de Raman, um laser monocromático é usado para produzir a dispersão necessária. Antes de analisar a luz dispersa, o sinal mais intenso devido à dispersão de Rayleigh é filtrado para impedir que ele sobrecarregue os sinais Raman.

A sensibilidade bastante aprimorada da dispersão Raman aprimorada na superfície permite que a técnica seja usada para detectar numerosos compostos químicos em quantidades de traços. Portanto, possui aplicações em ciência forense, monitoramento ambiental e medicina. Nanopartículas de metal podem ser introduzidas em células vivas, possibilitando o uso da SERS para investigar a atividade bioquímica celular.