物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，日本科學(xué)家開發(fā)出一種新拉曼光譜法，使研究人員能分析直徑僅0.5—2納米金屬顆粒的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)。這一最新突破有望使科學(xué)家開發(fā)出新型微材料，廣泛應(yīng)用于電子、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域。
金屬納米顆粒擁有廣泛的潛在應(yīng)用前景，正成為現(xiàn)代研究領(lǐng)域的“香餑餑”。研究人員目前已能研制出直徑僅為0.5—2納米(1納米等于十億分之一米)的金屬納米晶體。這些小顆粒被稱為“亞納米簇”(SNC)，擁有非常獨(dú)特的特性。例如，可充當(dāng)(電)化學(xué)反應(yīng)中出色的催化劑;也會(huì)表現(xiàn)出奇特的量子現(xiàn)象，對組成簇的原子數(shù)的變化非常敏感等。
但現(xiàn)有分析方法無法勝任SNC的檢測研究工作。其中一種方法名為拉曼光譜法，盡管傳統(tǒng)拉曼光譜法及其變體已在多個(gè)領(lǐng)域“大顯身手”，但由于其靈敏度較低，因此對SNC的檢測工作只能“望之興嘆”。
有鑒于此，東京工業(yè)大學(xué)研究小組提出了一種新方法來增強(qiáng)拉曼光譜測量的性能，并使其能勝任SNC的分析工作。
在研究中，日本團(tuán)隊(duì)致力于提升特定拉曼光譜法——表面增強(qiáng)拉曼光譜法的性能。他們表示，將包裹于惰性二氧化硅薄殼內(nèi)的金/銀納米顆粒添加到樣品內(nèi)，可放大樣品的光信號，從而提高該技術(shù)的靈敏度。因此，他們首先從理論上確定了金/銀的最佳尺寸和組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，100納米銀光放大器可極大地放大黏附在多孔二氧化硅殼上的SNC的信號。
研究負(fù)責(zé)人之一山本喜久(音譯)教授解釋說：“這種光譜技術(shù)選擇性地產(chǎn)生了與光放大器表面非常接近的物質(zhì)的拉曼信號。”
為測試這一發(fā)現(xiàn)，他們測量了氧化錫SNC的拉曼光譜，結(jié)果獲得了新發(fā)現(xiàn)，解釋了氧化錫SNC為什么擁有如此高的化學(xué)催化活性——與其原子有關(guān)。
山本總結(jié)道，新突破對于擴(kuò)大亞納米材料在生物傳感器、電子學(xué)和催化劑等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍至關(guān)重要。(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 新拉曼光譜法
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