長春光機所大面積可控高活性拉曼光譜增強基底研究獲進展

  近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室在大面積可控高活性拉曼光譜增強基底的研究中取得進展：世界上首次利用溶致液晶軟模板可控生長出大面積均勻的高活性表面拉曼散射增強基底，增強因子達到國際先進水平。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基底，但目前存在的多種制備方法（刻蝕法、種子生長法、各種化學(xué)沉積法）都不理想，沒有系統(tǒng)解決耗時長、重復(fù)性差、成本高、不可控等問題。因此，研發(fā)一種全新的簡單低成本可控的生長方法對表面拉曼散射技術(shù)的發(fā)展具有重要的應(yīng)用價值。

  該工作利用三相溶致液晶軟模板并結(jié)合協(xié)同自組裝生長原理可控制備了大面積均勻的銀花納米表面散射增強基底。使用琥珀酸鈉、對二甲苯和硝酸銀水溶液按照三相圖進行配比，在適當?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，疏水端向外與對二甲苯結(jié)合。局域在親水端的銀離子在電化學(xué)沉積過程中結(jié)晶成核，逐漸長大，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”從而實現(xiàn)拉曼散射增強和熒光增強。該方法具有工藝簡單、成本低廉、重復(fù)型號、形貌可控、易于大面積生長等優(yōu)點，為表面拉曼散射增強和熒光增強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、生化檢測等領(lǐng)域，同時為其批量化的工業(yè)生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

  該工作得到了國家自然基金項目等經(jīng)費的支持。

溶致液晶軟模板和自組裝協(xié)同生長納米銀表面增強材料