精准调控 SERS基底研究越发多样化——第一届光谱技术及应用大会暨第九届中国激光诱导击穿光谱学术会议暨第六届燃烧诊断会议报告集锦

从1974年，有关拉曼增强的第一篇文章发表到现在已经快50年了。特别是1997年， Nie和Kneipp等人观察到单分子SERS现象，SERS相关研究走向热潮。数十年来，科研工作者制备了各种类型的SERS基底。不过，随着研究的深入，以及相关应用领域的拓展，如火如荼的SERS研究也不仅仅是科研专家攻关的课题，同时也面临商业化和实际应用的挑战。基于此， SERS研究越来越深入，科研专家的研究工作已经从最初的“是什么”，到“为什么”、“怎么做”，并且开始有目的的进行精细化的结构和功能调控，以及相关的验证和评价。由此，SERS基底的研究也愈发多样化。

第一届光谱技术及应用大会暨第九届中国激光诱导击穿光谱学术会议暨第六届燃烧诊断会议期间，南开大学谢微教授、中山大学陈建研究员、武汉纺织大学沈爱国教授分别介绍了不同类型SERS基底的设计和制备。

南开大学 谢微教授

《原位增强拉曼光谱在纳米催化中的应用研究》

催化表界面表征可解释催化机理并指导高性能催化剂的制备，然而表界面多相环境复杂、界面物种难以分离纯化，对其进行原位分析检测十分困难。对催化反应进行SERS检测的关键在于制备同时具有催化和等离激元两种性质的金属纳米结构。基于此，谢微教授课题组设计并合成了双功能SERS基底纳米粒子，实现了多种纳米粒子催化反应的SERS检测。纳米粒子催化反应的SERS检测可以对表界面中间物种进行识别，进而分析界面活性中心，还可以对催化表界面电场及电荷转移进行分析。谢微教授说，这些研究表明SERS在表界面化学分析中将发挥越来越重要的作用。

中山大学陈建研究员
《范德华二维晶体 α-MoO3的性能调控及 SERS 应用》

二维材料由于其独特的层状结构及优异的物理化学性质，被广泛的应用于各个领域。二维材α-MoO₃作为一种重要的n型半导体，其形状、尺寸和性能均具有良好的可调性。对MoO₃性能调控和缺陷的研究是目前的热点问题。陈建研究员采用可控的离子插层的方法将H离子插入MoO₃纳米片的范德华间隙，从而调控MoO₃的SERS性能。其探究了插层H离子溶液浓度和插层程度对MoO₃增强效果的影响，证实了插层程度对增强效果有影响，插层程度越重，增强效果越好。插层H离子的MoO₃纳米片对探测分子R6G和MB都表现出良好的灵敏度，探测极限低至10-8M，增强因子可达10-4。

武汉纺织大学 沈爱国教授

《有机表面增强拉曼光谱及其应用》

建立复杂样品精准分析的新方法和新技术一直都是化学测量学的前沿领域。据沈爱国教授介绍，针对有机半导体SERS基底结晶度低和晶相杂乱，无法发挥潜在的光电性能的弊端，他们课题组在前期实验工作基础上，大胆提出合成和筛选了高结晶度有机半导体单晶材料，从功能上替代，从性能上超越无机半导体，助力有机表面增强拉曼散射（OSERS）继贵金属和无机半导体SERS之后真正迎来新的时代。沈爱国教授介绍道，有机半导体单晶的物理和化学性质类似无机半导体，具有精确的能级结构，且通过化学剪裁和修饰可轻易改变单体性质和半导体聚集态的能级结构，为高特异地定向检测分析物带来了无限可能。

三位专家的报告引发大家的极大关注，贵金属、无机半导体、有机半导体……大家就SERS基底的发展历程，物理增强和化学增强等多个话题进行了讨论。大家纷纷表示，每一类SERS基底都有优势，也有其局限性。特别是有机表面增强拉曼散射目前相关的研究还不是很多，未来的发展走向值得大家关注。而从应用落地的角度出发，未来如何建立复杂体系分析物有效定性和精准定量的普适方法是大家共同努力的方向！