Povrchem modifikované optické charakteristiky metaloporfyrinů v systémech s plasmonickými nanočásticemi

Tým / skupina:

Povrchově-zesílený Ramanův rozptyl
http://web.natur.cuni.cz/~pmc/group.php?id=27

Vedoucí týmu:

Prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc.
Katedra fyzikální a makromolekulární chemie
22195-1309, e-mail: vlc@natur.cuni.cz

Školitel:

Prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc.
Katedra fyzikální a makromolekulární chemie
22195-1309, e-mail: vlc@natur.cuni.cz

Školitel-konzultant:

Doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc.
Odd. fyziky biomolekul, Fyzikální Ústav MFF UK
22191-1471, e-mail: mojzes@karlov.mff.cuni.cz

Anotace projektu:

Studium optických procesů probíhajících v molekulách umístěných do blízkosti povrchů plasmonických kovových (nejčastěji Ag a Au) nanočástic je součástí oboru nanověd zvaného plasmonika. Nejznámějším plasmonickým efektem s bohatými praktickými aplikacemi je povrchem zesílený Ramanův rozptyl (SERS). V současnosti se zájem soustřeďuje na další povrchem-modifikované procesy, zejména luminiscenci a přenos energie, které mohou být, dle konkrétních podmínek, vlivem plasmonických nanočástic zesíleny, nebo naopak zhášeny.
Cílem tohoto interdisciplinárního, experimentálně zaměřeného projektu je objasňování vlivu lokalizace a vlnové délky plasmonových resonancí na zesílení či zhášení luminiscence, přenosu energie a molekulární resonance v SERRSu (SERRS=povrchem zesílený resonanční Ramanův rozptyl) vybraných Zn(II) metaloporfyrinů umístěných v souborech Ag a Au nanočástic. Tyto povrchem modifikované optické procesy budou studovány jednak v souborech interagujících nanočástic, v nichž při optické excitaci vznikají velmi silná, prostorově lokalizovaná optická pole (tzv. „hot spots“), jednak v souborech s izolovanými Ag a Au nanočásticemi (t.j. bez přítomnosti „hot spots“). Získané výsledky přispějí k poznání, jak lokalizace molekul ve velmi silných optických polích modifikuje přenos excitační energie mezi energetickými stavy adsorbovaných molekul a plasmonických nanočástic. Po stránce metodické projekt zahrnuje především (i) přípravu a charakterizaci Ag a Au nanočástic a aktivních systémů nanočástice/Zn metaloporfyrin, a to jak v hydrosolech či organosolech, tak po nanesení na nosné povrchy (metodami TEM, SEM, UV-vis spektroskopie) (ii) měření a interpretace Ramanových spekter (SERS, SERRS, RS, RRS) a luminiscenčních spekter jak stacionárních, tak v závislosti na čase, s využitím jak makroskopických, tak mikro-spektroskopických měření. PhD projekt je součástí výzkumu podporovaného grantem GAČR (2010-2014) a bude probíhat v rámci spolupráce s MFF UK, ÚMCH AVČR, FJFI ČVUT a Université P. et M. Curie, Paris VI, Francie.