Mediante l’utilizzo di programmi di calcolo (prevalentemente Gaussian9.0) su workstation dedicata sono stati simulati vari sistemi colorante – colorante/metallo al fine di ottenere gli spettri Raman e comprendere le possibili interazioni con la superficie di un substrato SERS attivo. Nello specifico sono state ottimizzate le strutture in Fig. 1 e Fig. 2 e di tutte è stato calcolato lo spettro vibrazionale. I metodi DFT risultano particolarmente utili ogni volta si voglia determinare proprietà chimico/fisiche di specie molecolari a numero di atomi contenuto. Il primo sistema studiato è stato il colorante organico blu di metilene con uno e due atomi di argento; il secondo sistema invece è la molecola del colorante indaco in cui il numero di atomi di argento è pari a 16. In entrambi i casi si ottiene una buona sovrapposizione tra lo spettro raman simulato con metodo DFT, ad alto livello di calcolo, e lo spettro SERS ottenuto con substrato AgNps.
Per l’indaco in particolare sono stati simulati anche gli spettri al variare della distanza tra i siti attivi del colorante e il layer di atomi di argento fino ad ottenere il miglior accordo possibile con il dato sperimentale. A differenza del blu di metilene, infatti, non è sufficiente un solo atomo (o due) per prevedere tutte le bande di vibrazione del sistema.

Nella figura seguente sono riportati i confronti tra gli spettri teorici/sperimentali SERS per i due sistemi di indaco discussi. In rosso i simulati DFT; in nero gli spettri SERS ottenuti su substrati di polishing-film con AgNps.

Bibliografia
- V. Mollica Nardo et al. Spectr. Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2018, 465-469, https://doi.org/10.1016/j.saa.2018.07.059