中科院固体物理研究所在贵金属纳米结构组装及其SERS应用研究方面

近期，中科院固体物理研究所的孟国文研究员课题组联手美国西弗吉尼亚大学的吴年强教授，共同在贵金属纳米结构的组装及其表面增强拉曼散射（SERS）应用研究方面取得了令人瞩目的新进展。他们的研究成果以封面论文的身份，荣耀刊登在《纳米研究》杂志上。

这一技术的核心在于贵金属纳米结构表面的分子拉曼信号会得到显著增强。由于电磁增强作用，这种增强效果可以达到数量级的提升，从而产生强大的表面增强拉曼散射效应。具有分子“指纹”识别能力的表面增强拉曼散射技术，在化学和生物分析等领域展现出了广泛的应用潜力。

为了挖掘这一技术的更深层潜力，研究团队采用了一种创新的方法：以ZnO纳米锥阵列作为牺牲模板，使用含有贵金属离子和特定表面活性剂的电解液，通过电沉积方法构建了多种贵金属纳米结构单元组装的纳米管阵列。这些纳米结构单元，如银纳米片、金纳米棒、铂纳米刺和钯纳米锥等，都拥有显著的棱角和/或尖端。由它们组装的纳米管阵列在三维空间内产生了高密度的“热点”，这些热点是产生高表面增强拉曼散射灵敏度的关键。

作为实证，研究团队展示了银纳米片组装的纳米管阵列能够极其灵敏地检测浓度低至10fM的罗丹明6G (R6G)。这种银纳米片组装的三维SERS基底对高毒性有机污染物多氯联苯也表现出了极高的表面增强拉曼散射灵敏度，并且还能够检测两种多氯联苯的混合物。这一突破性的研究不仅为科学界带来了新的视角，也预示着该三维SERS基底在检测环境中高毒性有机污染物方面的巨大应用前景。

这项成果的背后，离不开多个项目的鼎力支持。包括科技部973计划、“中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划”以及国家自然科学基金等项目的资助，为这一研究的成功提供了坚实的后盾。