基于表面等離子體共振的貴金屬納米超晶材料研究獲進(jìn)展

　　隨著現(xiàn)代納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，貴金屬納米超晶材料制備和可控光學(xué)特性的研究引起了人們廣泛的興趣，其在光電、新能源、工業(yè)催化、超材料、傳感技術(shù)、生物醫(yī)用等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。貴金屬(尤其是Au和Ag)納米超晶以表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）效應(yīng)為代表的優(yōu)異物理化學(xué)性質(zhì)與其尺寸、形貌及組成密切相關(guān)，通過合理控制貴金屬納米材料的生長，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對其尺寸、維度、組成、晶體結(jié)構(gòu)乃至物性的有效調(diào)控，對于深入研究貴金屬結(jié)構(gòu)與物性的關(guān)聯(lián)并最終實(shí)現(xiàn)按照人們的意愿設(shè)計(jì)合成功能型納米復(fù)合材料具有重要意義。

　　中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所光學(xué)輕量化與新材料技術(shù)中心在基于表面等離子體共振的貴金屬納米超晶材料研究中取得新進(jìn)展：通過一步化學(xué)還原法制備了從低晶面八面體到高晶面三十二面體的多種規(guī)則金納米超晶結(jié)構(gòu)形貌衍變，并深入研究了其優(yōu)異的表面等離子體共振吸收特性。相關(guān)研究成果已發(fā)表在近期的英國皇家化學(xué)會期刊《材料化學(xué)雜志C》上（J. Mater. Chem. C, 2017,5, 645)。

　　該研究選取一種綠色高效、簡便易行且可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的多元醇可控制備方法，以陽離子型表面活性劑聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)為形貌引導(dǎo)劑，乙二醇(EG)/戊二醇(PD)為溶劑和還原劑，高溫環(huán)境下一步還原氯化金(HAuCl4)直接合成得到所需金納米超晶結(jié)構(gòu)。SEM、TEM、XRD表征結(jié)果顯示：所制得的八面體、截角八面體、三十二面體金納米超晶產(chǎn)率均超過95%，其形貌規(guī)則獨(dú)特，尺寸分布均勻（57 nm至85 nm），是一類標(biāo)準(zhǔn)的面心立方單晶結(jié)構(gòu)；隨時(shí)間變化的可見-近紅外吸收光譜測試表明：不同金納米超晶形貌在552 nm至568 nm波長范圍內(nèi)引起了強(qiáng)而寬的表面等離子體共振吸收，且伴隨有明顯紅移現(xiàn)象產(chǎn)生。同時(shí)，所有合成的金納米超晶結(jié)構(gòu)及其共振吸收特性能夠長時(shí)間穩(wěn)定存在，未來有望將其應(yīng)用于表面等離子體激元、光電子技術(shù)、自組裝超材料領(lǐng)域中。

低晶面八面體-高晶面三十二面金納米超晶結(jié)構(gòu)及其SPR效應(yīng)