传感器是检测和分析痕量分子的关键仪器，应用范围广泛，包括环境监测、食品安全和公共卫生。然而，找到足够灵敏的传感器来检测这些微小浓度的分子仍然很困难。
表面增强红外吸收是一种很有前途的技术，可以放大吸附在等离子体纳米结构上的分子的红外信号。石墨烯出色的灵敏度和可调性使其成为特别适合SEIRA的材料。然而，固有的分子阻尼降低了石墨烯-分子相互作用的强度。
在最近发布在eLight上的一项研究中，来自几所不同大学的科学家提出了一种提高SEIRA灵敏度的新策略。这种方法使用人工复频波将石墨烯传感器拾取的化学信号放大至少十倍。它也适用于分子传感的各个阶段。
首先使用Ag和Au薄膜来显示SEIRA。然而，通过纳米制造的进步和新型等离子体材料的创造，具有更高生物分子信号放大能力的等离子体纳米结构已成为可能。
与基于金属的SEIRA相比，由二维狄拉克费米子电子态实现的强场约束使基于石墨烯的SEIRA在气相和固相传感的分子表征方面表现非常出色。在水溶液中，石墨烯还可以提高分子红外吸收率。
石墨烯等离子体因其主动可调谐性而著称，它通过栅极电压改变掺杂水平，扩大了各种分子振动模式的检测频率范围。由于这些优点，基于石墨烯的SEIRA是分子单层检测的特殊平台。
另一方面，固有的分子阻尼显著降低了等离激元和振动模式之间的相互作用。因此，等离子体增强化学信号的光谱在非常低的浓度下变得非常宽和微弱，最终被噪声所掩盖。
添加光学增益材料是减轻分子阻尼影响的一种方法。然而，这需要复杂的配置，可能不适用于检测系统。增益材料通常也会增加噪声和不稳定性。
使用复频波是另一种选择;理论研究表明，CFW的时间衰减可以恢复因物质损失而丢失的信息。然而，在实际光学系统中创建CFW的问题仍然很困难。
研究人员提出了一种新技术，用于合并几个实频波以创建CFW。通过使用这种技术，超级透镜的空间分辨率得到了有效的提高。
科学家们表明，在基于石墨烯的SEIRA中添加合成CFW可能会显着改善分子振动特征。将合成的CFW应用于不同条件下的生物分子，例如直接测量脱氧雪腐镰刀菌烯醇分子的多种振动模式和石墨烯基SEIRA在固相和水溶液中的蛋白质，他们成功地改善了中红外消光光谱中的分子信号。
这种利用合成CFW的SEIRA新方法通常可以提高传统SEIRA技术的检测灵敏度，并且对其他SEIRA技术具有很强的可扩展性。
它可用于开发用于各种用途的超灵敏传感器，包括快速毒素检测、定制治疗和早期疾病诊断。通过识别现在看不见的痕量分子，这种方法有可能彻底改变分子传感领域。
