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合肥研究院制備單根可視化的表面增強拉曼光譜納米反應(yīng)器瀏覽數(shù):6次
合肥研究院制備單根可視化的表面增強拉曼光譜納米反應(yīng)器 文章來源:合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 發(fā)布時間:2015-06-25
近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所劉錦淮課題組的研究員楊良保等人成功制備了單根可視化的表面增強拉曼光譜(SERS)納米反應(yīng)器,并利用其監(jiān)測及檢測了等離子驅(qū)動和小尺寸金納米顆粒催化的兩種化學(xué)反應(yīng)。該成果不僅實現(xiàn)了對兩種催化體系的檢測及監(jiān)測,對設(shè)計更好的SERS活性平臺及監(jiān)測催化體系有重要意義。相關(guān)成果發(fā)表在英國皇家化學(xué)會《化學(xué)通訊》雜志上(Chem. Commun. 2015, DOI:10.1039/C5CC03792A)。
近幾年,監(jiān)測等離子體驅(qū)動及金納米顆粒催化的反應(yīng)受到廣泛關(guān)注,因此研究人員設(shè)計并拓展了各種各樣的監(jiān)測體系。眾所周知,表面增強拉曼光譜(SERS)已經(jīng)成為一個強大的分析方法。與其他的振動光譜相比,SERS技術(shù)不僅可以提高檢測的靈敏度,更重要的是它還可以提供分子的指紋信息。這些優(yōu)勢使得SERS成為檢測及監(jiān)測催化反應(yīng)的最佳分析工具。但是,大多數(shù)納米結(jié)構(gòu)作為SERS活性基底,依然存在著熱點的構(gòu)筑不均、納米結(jié)構(gòu)容易團聚等問題,這些問題使得SERS檢測的重現(xiàn)性差。
針對上述問題,智能所科研人員設(shè)計了一種雜化的雙金屬納米結(jié)構(gòu),可以將兩種金屬的特性結(jié)合到一個納米結(jié)構(gòu)中:以一維的銀納米線為模版,將合成的小尺寸正電荷金納米顆粒利用靜電吸附組裝到銀納米線上。將金納米顆粒有序地修飾在銀納米線上,顆粒和線之間的等離子耦合以及金顆粒的有序組裝使得整個體系可以作為一個SERS活性平臺,解決了銀納米線的SERS活性由于縱向的等離子體吸收在近紅外區(qū)域,不能和激光很好地匹配而減弱的問題,成功實現(xiàn)對目標(biāo)物的靈敏性和重現(xiàn)性檢測。
科研人員設(shè)計的這種單個一維的SERS反應(yīng)器,由于顆粒和線的等離子體耦合以及小尺寸的金納米顆粒的具有催化效應(yīng)等特點,既可以實現(xiàn)對等離子體驅(qū)動的化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測,又可以監(jiān)測金顆粒催化的反應(yīng)。更重要的是,由于銀納米的長度在微米量級,可以在拉曼光學(xué)顯微鏡下進行清晰定位,這使得催化體系可以限定在一個固定的區(qū)域,減少周圍基底的干擾。
該研究工作得到了國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項任務(wù)、國家重大科學(xué)研究計劃納米專項和國家自然科學(xué)基金等項目的支持。
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