少层石墨烯包裹的金银双金属多孔纳米结构制备及其表面增强拉曼散射研究

As a unique and promising spectral testing technique, surface-enhanced Raman scattering (SERS) is becoming more and more attractive. The fabrication of enhanced substrates is an important prerequisite in SERS study. However, the testing sensitivity is always greatly affected by the strong fluorescence signals in the system.Fabricating substrates with excellent reproduibility, high stability and strong enhancement is alwarys a big challenge.The proposal is to solve this critical issue by using few-layer graphene-wrapped gold-silver metallic porous nanostructures as SERS substrate. The few-layer graphene can effectively quench fluorenscene signals. Meanwhile, the gold-silver porous nanostructures are of excellent enhancement which enables the testing very sensitive. The study is helpful to eliminate the influence of fluorenscene, and to develop a kind of novel, high-efficiency and high-sensitivity SERS substrates, and will evtually promote the development of SERS mechanism and broaden its applications.

表面增强拉曼散射（SERS）作为一种独特的光谱检测技术，正在引起人们的极大关注。 SERS活性基底的制备是进行SERS研究的重要前提。然而，在SERS研究中，体系内的荧光背景常会严重影响检测的灵敏度,如何制备重现性好、稳定性高、增强效果好的SERS基底是SERS研究与应用面临的重大挑战。纳米技术在基底制备过程中的应用为此提供了一个很好的解决方案。本项目尝试利用少层石墨烯包裹的金银双金属多孔纳米结构作为检测基底来解决这一关键科学问题。包裹在金银双金属多孔纳米结构外面的石墨烯能够有效地淬灭体系中的荧光信号，降低荧光对SERS灵敏度的影响。同时，金银多孔纳米结构是一种优良的SERS活性基底，这使得检测具有非常高的灵敏度。该项研究将有助于克服荧光等干扰因素，发展出一种新型、高效、灵敏度极高的的SERS活性基底,最终有力推动SERS的理论研究发展，拓宽其应用领域范围。

表面增强拉曼散射（SERS）是一种应用广泛的高灵敏度无损表面检测技术，SERS活性基底的制备是进行SERS研究的重要前提，也决定了SERS活性的检测灵敏度。本文围绕银纳米线、石墨烯、碳纳米管纤维等新型纳米材料，系统研究了石墨烯、银纳米线在碳纳米管纤维多级组装结构上的可控制备、性能及其SERS活性。成功实现了银纳米线在碳纳米管纤维上的取向、非取向可控组装，这类基底用作SERS检测，测得的探针分子R6G和CV的检测极限均可达到5x10-10M，碳纳米管纤维/银纳米线核壳组装结构作为SERS基底与无序Ag nanowires @CNT fiber、Ag nanowires-Si wafer相比较，对浓度为10-7M的R6G分子的拉曼光谱进行检测，得到的拉曼信号最强，基底的均匀性最好。同时，采用石墨烯对银纳米线/碳纳米管纤维组装结构进行包覆处理后，可显著降低检测体系的荧光背景信号。综上所述碳纳米管纤维/银纳米线核壳组装结构具有高的SERS活性，增强效果均匀，为纤维状分子传感器的实现提供了可行性。.此外，在本项目资金资助下，项目组还在石墨烯纤维、碳纳米管纤维等材料的制备与应用技术、及纳米氧化钨的制备与SERS性能方面开展了工作，均取得了不错的结果。.在本项目资金支持下，项目组在培养硕士研究生4名，在Nature Communications，ACS Nano，Carbon等杂志发表相关论文7篇，项目负责人亦入选了2013年中科院青年创新促进会。