長(zhǎng)春光機(jī)所大面積可控高活性拉曼光譜增強(qiáng)基底研究獲進(jìn)展

  近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在大面積可控高活性拉曼光譜增強(qiáng)基底的研究中取得進(jìn)展：世界上首次利用溶致液晶軟模板可控生長(zhǎng)出大面積均勻的高活性表面拉曼散射增強(qiáng)基底，增強(qiáng)因子達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在近期的Scientific Reports(2015, vol. l5, 12355）上。

  表面拉曼散射增強(qiáng)由Martin Fleischmann 在1974年發(fā)現(xiàn)，是一種能夠顯著提高拉曼光譜靈敏度的技術(shù)。通常稀有金屬納米微結(jié)構(gòu)被用于制備表面拉曼散射增強(qiáng)基底，但目前存在的多種制備方法（刻蝕法、種子生長(zhǎng)法、各種化學(xué)沉積法）都不理想，沒有系統(tǒng)解決耗時(shí)長(zhǎng)、重復(fù)性差、成本高、不可控等問題。因此，研發(fā)一種全新的簡(jiǎn)單低成本可控的生長(zhǎng)方法對(duì)表面拉曼散射技術(shù)的發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

  該工作利用三相溶致液晶軟模板并結(jié)合協(xié)同自組裝生長(zhǎng)原理可控制備了大面積均勻的銀花納米表面散射增強(qiáng)基底。使用琥珀酸鈉、對(duì)二甲苯和硝酸銀水溶液按照三相圖進(jìn)行配比，在適當(dāng)?shù)臏囟认掳l(fā)生相分離，琥珀酸鈉分子親水端相互靠攏將硝酸銀溶液局限在其中，疏水端向外與對(duì)二甲苯結(jié)合。局域在親水端的銀離子在電化學(xué)沉積過(guò)程中結(jié)晶成核，逐漸長(zhǎng)大，最終打破液晶軟模板的束縛，在自組裝效應(yīng)的協(xié)同下生長(zhǎng)為花形結(jié)構(gòu)。該納米結(jié)構(gòu)具有較多的尖端與縫隙，可形成大量“熱點(diǎn)”從而實(shí)現(xiàn)拉曼散射增強(qiáng)和熒光增強(qiáng)。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、重復(fù)型號(hào)、形貌可控、易于大面積生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，為表面拉曼散射增強(qiáng)和熒光增強(qiáng)基底的制備提供了新的研究思路，可廣泛應(yīng)用于食品安全、環(huán)境保護(hù)、生化檢測(cè)等領(lǐng)域，同時(shí)為其批量化的工業(yè)生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

  該工作得到了國(guó)家自然基金項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)的支持。

溶致液晶軟模板和自組裝協(xié)同生長(zhǎng)納米銀表面增強(qiáng)材料