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   近期，中科院合肥智能機(jī)械研究所納米材料和環(huán)境檢測實驗室劉錦淮研究員和楊良保副研究員等提出了利用熱敏性聚合物構(gòu)筑動態(tài)表面增強(qiáng)拉曼散射熱點（Surface Enhance Raman Scattering,SERS）的概念，并取得了研究進(jìn)展。

   表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)是一種與納米結(jié)構(gòu)相關(guān)的光學(xué)現(xiàn)象，它的強(qiáng)弱不但取決于金屬本身，還和納米結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和間距有關(guān)。表面等離子體共振(Surface plasma resonance，SPR)增強(qiáng)機(jī)理被認(rèn)為是電磁場增強(qiáng)的主要貢獻(xiàn)者：具有一定納米結(jié)構(gòu)的金屬表面的電子在入射激光的作用下集體運動，在特定的頻率下可形成表面等離子體共振。而表面等離子體共振的激發(fā)能極大地增強(qiáng)了金屬表面的局域光電場，因而使得處于其中的探針分子的拉曼信號被極大地增強(qiáng)。然而，表面等離子體共振所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度隨離開表面的距離的增加而呈指數(shù)性衰減。所以，一直以來,在表面增強(qiáng)拉曼散射基底研究中，精確調(diào)控納米粒子的間隙是提高信號靈敏度和重現(xiàn)性的熱點。

   傳統(tǒng)的表面增強(qiáng)拉曼散射基底在合成以后，納米粒子的間隙就被固定，無法進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)以適應(yīng)對目標(biāo)分子進(jìn)行痕量、高靈敏度檢測。針對這一問題，智能所的研究人員設(shè)計了新穎的熱點構(gòu)筑方法：利用熱敏性聚合物作為模板，在其表面原位生長納米粒子，得到了能可逆調(diào)節(jié)納米粒子間隙的表面增強(qiáng)拉曼散射基底。不需要復(fù)雜的功能化，僅利用簡單的溫度調(diào)節(jié)，納米粒子的間隙就能由30納米調(diào)節(jié)至4納米，這一過程不僅增強(qiáng)了基底的納米粒子表面等離子體共振強(qiáng)度，而且將待測分子鎖定在表面等離子體共振所產(chǎn)生的強(qiáng)電場范圍內(nèi)，使待測分子的表面增強(qiáng)拉曼散射信號提高了近103倍。

   同行專家對這一研究結(jié)果給予了高度肯定，認(rèn)為該工作“interesting”“great potential” “great interest”，并且推薦發(fā)表到國際期刊《化學(xué)通訊》（Chemical Communications）上。

   該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究計劃項目“應(yīng)用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”和國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“動態(tài)表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)用于農(nóng)藥殘留檢測”、“SHINERS技術(shù)探測毒品/爆炸物”的支持。

熱敏性復(fù)合SERS基底熱點的收縮和膨脹變化的原理示意圖

理論計算熱敏性復(fù)合SERS基底熱點收縮前后形成的電磁場強(qiáng)度的變化