中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所纳米材料与环境检测实验室研究员刘锦淮和杨良保等在纳米等离激元“热点”构建理论及表面增强拉曼散射 (SERS)超灵敏检测各类污染物的研究上取得新进展。相关成果以《银纳米棒阵列中液体毛细力构筑的可逆SERS热点用于分子捕获和超高拉曼增强》为题发表在《化学科学》上(Capillarity-constructed reversible hot spots for molecular trapping inside silver nanorod arrays light up ultrahigh SERS enhancement，Chemical Science, 2013, 4: 3490. DOI: 10.1039/C3SC51231B)。
该课题组的刘洪林博士等研究人员提出并证明了“毛细力构筑可逆SERS热点并用于分子捕获”的概念，发展了利用液体毛细力控制柔性纳米棒阵列形成可控 SERS热点的方法和原理。在溶剂蒸发过程中，长度合适的纳米棒阵列在液体粘附力作用下，可以发生微弱形变，在顶端自聚集，同时溶剂当中的待测分子随着溶剂的挥发被逐渐富集到纳米棒顶端，进入纳米间隙内。这种溶剂蒸发过程控制的纳米棒自聚集是一种简单和有效的策略，可以自发形成高度可逆的SERS热点结构，这种特性提供了一种通用的平台同时用于分子捕获和SERS传感检测。该工作被审稿人认为是为大尺度上操控纳米结构形成SERS活性热点提供了捷径，具有重要的意义。该研究成果将会大大推动SERS技术在环境污染物检测领域中的实际应用。
该研究工作得到了科技部重大科学研究计划纳米专项“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”和国家重大科学仪器设备开发专项子任务“动态表面增强拉曼光谱技术用于农药残留检测”等项目的支持。
可逆SERS热点原理图(a)、时间成像的SERS光谱图(b)及1428cm-1峰的相关参数(c-e)
不同液滴毛细力构筑可逆SERS热点获得的光谱成像的重复性研究
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