Crescimento de nanoestruturas de óxidos recobertas com ouro para aplicação em intensificação do espalhamento Raman por superfície

O efeito SERS (do inglês surface enhanced Raman scattering) tem sido objeto de estudo em diversos trabalhos, dentre outros motivos, pelo fato de permitir a utilização da espectroscopia Raman em análises químicas que envolvam baixíssimas concentrações de analito. Neste trabalho foram fabricadas superfícies nanoestruturadas de óxido de zinco pelo método de síntese hidrotérmica e de óxido de índio dopado com estanho pelo método de sputtering. Ambas as superfícies foram recobertas com um filme fino de ouro pelo método de sputtering e aplicadas como substratos SERS. O corante cristal violeta (CV) foi utilizado como analito na avaliação inicial dos substratos SERS. Os substratos demonstraram bom potencial para a aplicação, sendo utilizados para detecção de duas substâncias, o tiol ácido 4-mercaptobenzóico (4-MBA) e o pesticida carbaril. O 4-MBA foi detectado na faixa de 0,1 a 100 µmol/L e o carbaril na faixa de 0,5 a 50 ppm. Os resultados obtidos com os substratos fabricados neste trabalho foram semelhantes ou mesmo superiores aos de um substrato comercial (Klarite®). Tendo em vista a futura aplicação em dispositivos microfluídicos, os substratos foram imersos em soluções de CV e 4-MBA, e o comportamento do sinal Raman em função do tempo foi avaliado. Como não foi observada a estabilização do sinal mesmo depois de 6h de medida, os substratos SERS foram expostos à radiação ultravioleta visando a diminuição do caráter hidrofóbico dos substratos. Estes foram novamente imersos em solução de CV para obtenção de espectros SERS em função do tempo. Também foram feitas alterações nas etapas de crescimento das nanoestruturas a fim de diminuir a densidade de nanoestruturas e verificar a eficiência destes substratos SERS. Os resultados permitiram inferir que a complexidade da superfície nanoestruturada dificulta a difusão do analito até a região, situada na base das nanoestruturas, onde a intensificação do sinal Raman é maior. Dispositivos microfluídicos contendo substratos SERS dentro dos microcanais foram desenvolvidos e avaliados com soluções aquosas de cristal violeta. O fluxo do analito nos microcanais acelerou o equilíbrio de adsorção do analito nas nanoestruturas, e a estabilização do sinal foi alcançada em ~30 min. Foram utilizados valores de vazão de 5 e 20 µL/min e as alturas de pico medidas após estabilização do sinal estavam ao redor de 1,1x10^3 e 0,7x10^3 para as concentrações de 10 e 1 µmol/L de cristal violeta, respectivamente. Os resultados indicam a potencialidade de aplicação desses dispositivos em análises químicas com detecção SERS (AU)