PEMANTAUAN REAL-TIME GRAFTING NANOPARTIKEL PLASMONIK PADA SENSOR FIBER OPTIK

REAL-TIME MONITORING OF PLASMONIC NANOPARTICLE GRAFTING ON FIBER OPTIC SENSOR

ABSTRAK

Hibrida fiber optik dan nanopartikel plasmonik menjanjikan sensor yang ringkas, kuat, dan sensitif yang mempunyai potensi untuk penerapan yang luas, misalnya dalam deteksi gas atau patogen dan bahan kimia spektroskopi proses. Salah satu teknik paling populer untuk mengintegrasikan nanopartikel plasmonik fiber optik melalui bantuan aminosilane linker yang dapat diwujudkan dengan biaya yang relatif biaya rendah. Namun, hingga saat ini, penerapan sebenarnya tertunda karena masalah fabrikasi nano misalnya waktu inkubasi pencangkokan nanopartikel dan hasil fabrikasi yang tidak optimal. Oleh karena itu, dalam skripsi ini, kami mengembangkan protokol pemantauan waktu nyata untuk mempelajari pengaruhnya tiga aspek penting dari proses integrasi nanopartikel-fiber optik: (i) pembilasan setelah piranha pembersihan, (ii) waktu inkubasi, dan (iii) peningkatan suhu. Sebagai temuan utama, pertama, kami menyimpulkan bahwa membilas setelah pembersihan piranha meningkatkan hasil nanopartikel yang dicangkokkan. Kedua, inkubasi melebihi titik jenuh menghasilkan cakupan nanopartikel Au yang maksimal dan stabil nanopartikel Au yang dicangkokkan. Ketiga, peningkatan suhu secara signifikan mempercepat Au tingkat pencangkokan nanopartikel. Temuan ini akan bermanfaat bagi penerapan plasmonik lebih lanjut sensor fiber optik nanopartikel adalah aplikasi luas di masa depan.

Kata Kunci: Nanopartikel emas (Au NPs), sensor fiber optik, pencangkokan nanopartikel, pencangkokan suhu, dan pemantauan waktu nyata

ABSTRACT

Fiber optic and plasmonic nanoparticle hybrid promises a compact, robust and sensitive sensor that has the potential for wide applications, for example, in gas or pathogen detection and chemical process spectroscopy. One of the most popular techniques to integrate plasmonic nanoparticles to fiber optics is through the assistance of an aminosilane linker that can be realized at a relatively low cost. However, to this end, the actual application is delayed due to nanofabrication issues, for example the unoptimized incubation time of the nanoparticle grafting and yield of fabrication. Therefore, in this thesis, we developed a real-time monitoring protocol to study the influence of three crucial aspects of the nanoparticle-fiber optic integration process: (i) rinsing after piranha cleaning, (ii) incubation time, and (iii) temperature elevation. As the key findings, first, we conclude that rinsing after piranha cleaning increases the grafted nanoparticle yield. Secondly, incubation beyond the saturation point yields maximum Au nanoparticle coverage and stable grafted Au nanoparticles. Third, temperature elevation significantly accelerates the Au nanoparticle grafting rate. These findings will benefit the further application of plasmonic nanoparticle-fiber optic sensors is wide applications in the future.

Keywords: Gold nanoparticles (Au NPs), fiber optic sensors, nanoparticle grafting, grafting temperature, and real-time monitoring