《高效貴金屬介觀超結構的單顆粒SERS特性研究》是依託西安交通大學，由方吉祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高效貴金屬介觀超結構的單顆粒SERS特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方吉祥
- 依託單位：西安交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬對貴金屬Au、Ag介觀超結構的單顆粒表面增強拉曼散射（SERS）特性進行系統而深入的研究。首先，採用以納米粒子為基本構築單元的介觀組裝途徑來合成可控的貴金屬Au、Ag介觀超結構。通過對反應條件及反應中形核與長大過程的深入研究，揭示貴金屬介觀結構的尺寸、形狀及表面拓撲形貌的控制規律，理解有序化介觀組裝的物理本質。在此基礎上，通過對不同貴金屬介觀超結構的SERS性能的測定，研究獨特的介觀結構對SERS性能的影響，理解金屬納米結構的尺寸、形狀、表面拓撲形貌及組裝體等因素對表面等離子激元共振的作用機制。期望獲得高重複性、高增強效率的單一顆粒及顆粒密排陣列的SERS基體。研究結果將使人們進一步認識晶體生長的新現象、新規律，完善現有溶液中晶體生長的基本理論；也將使人們更深入地理解材料中光、分子和納米結構三者之間相互作用的物理本質。因此，本研究具有重要的學術價值和套用前景。
結題摘要
本項目針對表面等離激元增強拉曼光譜領域檢測靈敏度低、信號重複性差的問題，採用以納米粒子為基本單元的介觀組裝途徑，系統研究具有介觀多級超結構特徵的新型貴金屬納米結構的製備新方法，揭示了介觀超結構的調控機理及光與介觀多級超結構相互作用的基本規律和物理本質，深入探討了介觀超結構材料在增強光譜技術及生物醫學等領域套用的一系列重要科學問題。 本項目基於前期所提出的海膽狀金介觀超結構新型表面增強拉曼散射（SERS）基底的設計思路（代表性工作發表在Nano Letters，2010, 10, 5006上），深入研究了海膽狀金-銀合金超結構單顆粒的SERS特性，實現了單顆粒SERS的檢測靈敏度達到~109水平，單顆粒SERS對CV分子檢測限可達到10-10水平，大面積陣列的信號重現性標準偏差＜10%。通過對晶體生長中形核與長大過程的深入研究，發展了多個基於晶體生長Lamer曲線調控的尺寸、形態控制新方法，實現了貴金屬金、銀納米結構表面拓撲形貌的精細調控，獲得了顆粒附生的褶皺納米線、金介觀花、銀介觀花、銀超晶格陣列等一系列介觀結構，並研究了這些結構在電漿納米光學、生物、催化、能源存儲等領域的套用。 本項目相關成果在Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano, ACS Catalysis及Biomaterials等期刊發表SCI論文19篇，授權國家發明專利2項，19篇論文SCI引用超過270次。做國際國內學術會議邀請報告6次，擔任Scientific Reports等國際、國內學術期刊編委，產生了廣泛的學術影響。研究成果得到了包括多位美國科學院院士Richard P. Van Duyne教授，Naomi Halas教授及基於SERS技術單分子檢測的發現者之一，美國Emory大學Shuming Nie等國際著名學者在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等權威期刊的引用和高度評價。
