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“热火”的表面增强拉曼——第十九届全国光散射学术会议之分会场

8589-12-14 15:12:52  

  2017年12月2-4日,第十九届全国光散射学术会议(CNCLS19)在广州中山大学召开。CNCLS19是由中国物理学会光散射专业委员会主办、中山大学承办、吉林大学协办。据中山大学陈建教授介绍,本次会议共收到来自英国、德国、韩国、新加坡、港澳地区、国内90余家高校和科研院所的论文投稿300余篇,注册参会人数450余人,大会特邀报告6篇、分会邀请报告43篇、分会口头报告63篇、墙报160多篇。为了更好地交流,在大会报告环节之外,CNCLS19分为物理材料、表面增强拉曼、食品安全/生物医学/刑侦及其它等3个分会场进行邀请报告和口头报告,同时还专门设置了厂商技术交流报告分会场。

  1928年,印度物理学家拉曼(Raman)首次在实验中观察到拉曼散射光,并因此荣获了1930年的诺贝尔物理学奖。但是,信号弱这个与生俱来的缺点在很大程度上限制了拉曼光谱在各方面的应用。直到,1974年,Fleischmann等人第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到表面增强拉曼散射(SERS)信号。SERS是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属(如银、铜、金等) 表面上时,它们的拉曼散射强度会增加10 4~10 6 倍。由于表面增强效应可以使拉曼强度增大几个数量级,提供了极高的表面检测灵敏度,为人们刻画了很好的应用前景,在国际上很快就掀起了SERS研究的热潮。80年代初,中国就开始了SERS的相关研究工作。近几年越来越多的课题组踏入这个领域,几乎呈指数增长。

  CNCLS19表面增强拉曼分会场的“热火”也正是体现了这一发展状况。12月2日下午,仪器信息网编辑驻足表面增强拉曼分会场。当然,这个分会场除了SERS,还有针尖增强拉曼散射(TERS)的研究工作。TERS是扫描探针显微镜与拉曼探测系统相结合的一门技术,可实现纳米级的空间分辨。TERS概念首先是由J. Wessel等在1985年提出的。2000年,四个研究小组几乎同时报道了TERS实验结果。10多年来,TERS研究取得了很大进展。

  CNCLS19表面增强拉曼分会场共安排了15个邀请报告、21个口头报告,报告内容多围绕着表面增强基底的制备及其机理或应用研究。下面,将部分精彩报告进行摘录。

报告题目:SERRS Strategy Sensitively and Selectively Detect the Biological Basis of Acupuncture

  杨良保研究员介绍了近年来关于SERS在针灸中研究工作的进展。针对高灵敏度检测针刺物质难点、围绕关键的科学问题——如何提高检测的灵敏度和选择性,杨良保提出了将活性基底与有效的前处理方案相结合的策略。并且展望未来该团队将把SERS与针灸结合实现原位跟踪、实时检测,进而阐明部分作用机制。

报告题目:针尖增强拉曼光谱学中的表面等离激元催化

  张正龙研究员报告中介绍了一种新的催化化学反应理论,即等离激元催化。根据该理论,表面等离激元在金属表面振荡衰减后,会释放出“热电子”,而这种“热电子”在催化反应中扮演重要角色。张正龙研究员利用TERS技术实现了分子催化化学反应,并实现了对原位催化反应动力学过程的原位观测。

报告题目:非均相催化反应的SERS原位检测研究

  非均相催化剂因已于分离,在化工、能源、环境等领域有很好的应用前景。由于SERS的高灵敏度、高特异性,以及很好的表面选择性,可以用于非均相催化反应进行原位分析,而其实现的关键在于催化活性等离激元双功能纳米结构的制备。谢微研究员的报告中介绍了其团队设计合成了几种双功能SERS基底纳米粒子,通过模型反应初步实现了金、银、铂等纳米粒子催化反应的SERS检测。

报告题目:周期性金/银球形纳米阵列制备及非偏振依赖SERS机理研究

  在周期性贵金属球形纳米粒子制备领域,目前缺乏一套能够可靠实现单纳米粒子尺寸小于100nm、粒子间距小于40nm的周期性贵金属球形纳米粒子阵列低成本、大面积制备技术。采用镀膜融塑法依托AAO纳米碗阵列,赵艳副研究员成功解决了该技术难题。并且其所制备的出的周期性银球形纳米粒子阵列不仅在全可见波段都具有良好的SERS活性,同时还展现出了非偏振依赖SERS特性。进而,赵艳副研究员进行相关工作解释了非偏振依赖SERS机理。

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