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商用表面增強拉曼光譜傳感器面世

   2025-07-19 科技日報962

  據(jù)每日科學網日前報道,新加坡研究人員利用黃金納米陣列開發(fā)出適于商業(yè)應用的高性能表面增強拉曼光譜傳感器。

  表面增強拉曼光譜技術(SERS)是在印度科學家拉曼1928年發(fā)現(xiàn)拉曼散射現(xiàn)象的基礎上發(fā)展起來的。利用拉曼光譜技術可以非常方便地鑒定物質成分,現(xiàn)已成為探測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構的有效工具,廣泛應用于癌癥診斷和食品檢測等領域。不過,由于很多分子直接通過拉曼光譜無法檢測出信號,需要通過拉曼增強技術,將這些分子吸附在納米金屬表面,在特定波長的激光照射下,利用表面增強拉曼光譜傳感器檢測出待檢物質。

  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特的優(yōu)點。此外,他們還成功將該納米陣列置于光纖端頭涂層中,使得該技術有望在遙感監(jiān)測危險廢棄物方面具有廣泛的應用前景。

  研究人員在涂有自聚物納米粒子的表面進行納米陣列的自組裝,較小的黃金納米粒子會自發(fā)附著。僅僅依靠涂層和吸附這些簡單的過程,就可穩(wěn)定高產地形成小于10納米的納米簇。通過調整聚合物的規(guī)模和密度等特征,研究人員可以調節(jié)納米簇的大小和密度,使表面增強拉曼散射達到最大化。該技術的效率非常高: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。

  由于納米陣列的形成過程完全是自組裝過程,因此該技術不需要專門的設備或特定的無塵室,非常適合低成本商業(yè)化生產。目前該技術已在新加坡、美國和中國申請了專利。

 

 
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