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Enregistrement W4383998797 · doi:10.1021/acs.accounts.3c00207

SERS as a Probe of Surface Chemistry Enabled by Surface-Accessible Plasmonic Nanomaterials

2023· article· en· W4383998797 sur OpenAlexfundno aff
Yikai Xu, Yingrui Zhang, Chunchun Li, Ziwei Ye, Steven E. J. Bell

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueGold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesQueen's UniversityEast China University of Science and TechnologyQueen's University BelfastLeverhulme Trust
Mots-clésNanomaterialsNanotechnologyPlasmonRaman spectroscopyNanoparticleMoleculeMaterials scienceSurface modificationSurface-enhanced Raman spectroscopyPlasmonic nanoparticlesCharacterization (materials science)ChemistryRaman scatteringOptoelectronicsPhysicsPhysical chemistryOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Conspectus When the size of materials is reduced, their volume decreases much faster than their surface area, which in the most extreme case leads to 2D nanomaterials which are “all surface”. Since atoms at the surface have free energies, electronic states, and mobility which are very different from bulk atoms, nanomaterials that have large surface-to-volume ratios can display remarkable new properties compared to their bulk counterparts. More generally, the surface is where nanomaterials interact with their environment, which in turn places surface chemistry at the heart of catalysis, nanotechnology, and sensing applications. Understanding and utilizing nanosurfaces are not possible without appropriate spectroscopic and microscopic characterization techniques. An emerging technique in this area is surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), which utilizes the interaction between plasmonic nanoparticles and light to enhance the Raman signals of molecules near the nanoparticles’ surfaces. SERS has the great advantage that it can provide detailed in situ information on surface orientation and binding between molecules and the nanosurface. A long-standing dilemma that has limited the applications of SERS in surface chemistry studies is the choice between surface-accessibility and plasmonic activity. More specifically, the synthesis of metal nanomaterials with strong plasmonic and SERS-enhancing properties typically involves the use of strongly adsorbing modifier molecules, but these modifiers also passivate the surface of the product material, which prevents the general application of SERS in the analysis of weaker molecule–metal interactions. In this Account, we discuss our efforts in the development of modifier-free synthetic approaches to synthesize surface-accessible, plasmonic nanomaterials for SERS. We start by discussing the definition of “modifiers” and “surface-accessibility”, especially in the context of surface chemistry studies in SERS. As a general rule of thumb, the chemical ligands on surface-accessible nanomaterials should be easily displaceable by a wide range of target molecules relevant to potential applications. We then introduce modifier-free approaches for the bottom-up synthesis of colloidal nanoparticles, which are the basic building blocks for nanotechnology. Following this, we introduce modifier-free interfacial self-assembly approaches developed by our group that allow the creation of multidimensional plasmonic nanoparticle arrays from different types of nanoparticle-building blocks. These multidimensional arrays can be further combined with different types of functional materials to form surface-accessible multifunctional hybrid plasmonic materials. Finally, we demonstrate applications for surface-accessible nanomaterials as plasmonic substrates for SERS studies of surface chemistry. Importantly, our studies revealed that the removal of modifiers led to not only significantly enhanced properties but also the observation of new surface chemistry phenomena that had been previously overlooked or misunderstood in the literature. Realizing the current limitations of modifier-based approaches provides new perspectives in manipulating molecule–metal interactions in nanotechnology and can have significant implications in the design and synthesis of the next generation of nanomaterials.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,044
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,304 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations91
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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