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器

　　近日，中國科學院合肥物質科學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）納米反應器，并利用其監測及檢測了等離子驅動和小尺寸金納米顆粒催化的兩種化學反應。該成果不僅實現了對兩種催化體系的檢測及監測，對設計更好的SERS活性平臺及監測催化體系有重要意義。相關成果發表在英國皇家化學會《化學通訊》雜志上（Chem. Commun. 2015, DOI: 10.1039/C5CC03792A）。

　　近幾年，監測等離子體驅動及金納米顆粒催化的反應受到廣泛關注，因此研究人員設計并拓展了各種各樣的監測體系。眾所周知，表面增強拉曼光譜（SERS）已經成為一個強大的分析方法。與其他的振動光譜相比，SERS技術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。這些優勢使得SERS成為檢測及監測催化反應的最佳分析工具。但是，大多數納米結構作為SERS活性基底，依然存在著熱點的構筑不均、納米結構容易團聚等問題，這些問題使得SERS檢測的重現性差。

　　針對上述問題，智能所科研人員設計了一種雜化的雙金屬納米結構，可以將兩種金屬的特性結合到一個納米結構中：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域，不能和激光很好地匹配而減弱的問題，成功實現對目標物的靈敏性和重現性檢測。

　　科研人員設計的這種單個一維的SERS反應器，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等特點，既可以實現對等離子體驅動的化學反應監測，又可以監測金顆粒催化的反應。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域，減少周圍基底的干擾。

　　該研究工作得到了國家重大科學儀器設備開發專項任務、國家重大科學研究計劃納米專項和國家自然科學基金等項目的支持。