聚合物表面等離激元共振的光譜新效應及其套用研究

《聚合物表面等離激元共振的光譜新效應及其套用研究》是依託中山大學，由陳旭東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：聚合物表面等離激元共振的光譜新效應及其套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳旭東
• 依託單位：中山大學

中文摘要

本項目擬基於表面電漿激元共振光譜增強的特性，建立原位實時跟蹤大分子運動過程及聚合物結構變化的新方法，該方法具有無需標記、特異性強、靈敏度高、簡單快速的特點。在研究中，將深入研究聚合物表面等離激元的基本特徵、共振模式以及共振的物理化學機制，探討金屬微納結構、聚合物分子鏈結構、聚集態結構、大分子運動狀況等對等離激元共振光譜特徵的影響，實現聚合物表面等離激元的調控，關聯分析大分子運動過程和聚合物結構變化中共振光譜隨時間的變化特徵。本項目的研究結果將為聚合物微結構單元動態過程的研究提供豐富多樣、深層次定量描述的信息，並為發展高分子科學新的表征手段和表征技術提供依據。

結題摘要

表面等離子激元，它是光和金屬表面的自由電子相互作用所引起的一種電磁波模式，它與光波電磁場之間的相互作用就構成了具有獨特性質的SPP。本通過研究聚合物表面等離激元共振的影響因素，實現聚合物表面等離激元的調控，系統研究聚合物表面等離激元共振的光譜新效應。具體成果包括：（1）研究了無定形聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和納米球在銀基表面上分子鏈的構象結構。研究表明化學吸附作用導致PMMA薄膜的分子鏈主要以反式構象分布在銀基體表面；局部電磁場效應導致PMMA納米球表面的分子鏈採用完全相反於a-PMMA薄膜的構象結構分布在銀基體表面上，其分子鏈中的α-CH3直立垂直於分子鏈長軸方向。（2）研究了一種發光共軛聚合物(PCFOz)在銀納米粒子基底上的局域表面等離子共振(LSPR)增強發光. PCFOz在銀納米粒子近場區域出現明顯的發光增強, 並且發現局域表面等離子對鏈內發射物種增強可達5倍，PCFOz的自發發射速率對快組分即鏈內發射物種增強更明顯。 （3）研究了發光聚合物材料BDMO-PPV在不同形貌銀基底的發光增強效應，表明在Ag的電漿作用下，增加了聲子和激子的相互作用。（4）我們研究了納米銀立方體薄膜為基底增強共軛聚合物P3HT單分子螢光的性質研究，結果發現銀基底不僅使得P3HT in PMMA中單分子的螢光信號增強了7倍，還大大提高了其光物理穩定性，這是因為納米銀薄膜在光輻射下產生表面等離激元，處於附近的P3HT光生激子與表面等離子產生強烈的耦合作用。（5）研究了發光聚合物（BDMO-PPV）基於不同電漿模式的發光增強效應，電漿從局域表面電漿到表面電漿極化子的變化，發光聚合物（BDMO-PPV）螢光增強倍數增加，這是由於螢光增強的機制發生了變化。（6）研究了平面等離激元基底增強MEH-PPV單分子螢光性質溫度、金屬薄膜形態的變化以及變化機理。 本項目的研究工作不僅可為發展高分子科學新的表征技術提供依據，對於製備照明與顯示用光電聚合物以及設計製備單分子檢測光學感測器也具有重要意義。