新加坡開(kāi)發(fā)出商用高性能表面增強(qiáng)拉曼光譜傳感器

據(jù)最新報(bào)道，新加坡研究人員利用黃金納米陣列開(kāi)發(fā)出適于商業(yè)應(yīng)用的高性能表面增強(qiáng)拉曼光譜傳感器。表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS)是在印度科學(xué)家拉曼1928年發(fā)現(xiàn)拉曼散射現(xiàn)象的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。利用拉曼光譜技術(shù)可以非常方便地鑒定物質(zhì)成分，現(xiàn)已成為探測(cè)界面特性和分子間相互作用、表征表面分子吸附行為和分子結(jié)構(gòu)的有效工具，廣泛應(yīng)用于癌癥診斷和食品檢測(cè)等領(lǐng)域。不過(guò)，由于很多分子直接通過(guò)拉曼光譜無(wú)法檢測(cè)出信號(hào)，需要通過(guò)拉曼增強(qiáng)技術(shù)，將這些分子吸附在納米金屬表面，在特定波長(zhǎng)的激光照射下，利用表面增強(qiáng)拉曼光譜傳感器檢測(cè)出待檢物質(zhì)。

新加坡科技研究院(A*STAR)材料工程研究所的研究人員制造出一種非常密集且有規(guī)律的黃金納米陣列，在自組裝和傳感等方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。此外，他們還成功將該納米陣列置于光纖端頭涂層中，使得該技術(shù)有望在遙感監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)廢棄物方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

研究人員在涂有自聚物納米粒子的表面進(jìn)行納米陣列的自組裝，較小的黃金納米粒子會(huì)自發(fā)附著。僅僅依靠涂層和吸附這些簡(jiǎn)單的過(guò)程，就可穩(wěn)定高產(chǎn)地形成小于10納米的納米簇。通過(guò)調(diào)整聚合物的規(guī)模和密度等特征，研究人員可以調(diào)節(jié)納米簇的大小和密度，使表面增強(qiáng)拉曼散射達(dá)到最大化。該技術(shù)的效率非常高：涂滿100毫米直徑的晶片，或200光纖端頭，僅需要不超過(guò)10毫克的聚合物和100毫克的黃金納米粒子，而聚合物和納米粒子均可低成本大量生產(chǎn)。

由于納米陣列的形成過(guò)程完全是自組裝過(guò)程，因此該技術(shù)不需要專門(mén)的設(shè)備或特定的無(wú)塵室，非常適合低成本商業(yè)化生產(chǎn)。目前該技術(shù)已在新加坡、美國(guó)和中國(guó)申請(qǐng)了專利。