金属纳米材料在表面增强光谱技术中的应用
发布时间：2021-06-18 15:51
金属纳米结构材料在可见光和近红外波段有强烈的表面等离子体共振特性,可将光场能量局域到金属结构表面,使得周围电场强度增强,从而可显著提高其周围光学物质的光谱信号强度。金属纳米结构材料可以大幅增强物质的荧光和拉曼散射光谱强度,因此在生化检测、食品安全、环境保护和光电器件等领域具有重要的研究意义和应用前景。因此金属纳米结构材料成为研究热点。但是这种纳米结构制备工艺复杂、成本高、稳定性差,大大阻碍了其在表面增强光谱技术中的应用。针对这些问题,本论文展开了材料普适性好、灵敏度高、制备成本低且化学稳定性好的金属纳米结构基底材料的研究工作。首先深入研究了金属表面增强光谱技术相关理论,发现由金属纳米结构产生的多个等离子体共振模式耦合可实现宽谱带光谱增强效果,多“热点”结构可实现高光谱增强效果。为此设计了银花型纳米结构阵列材料。提出用溶致液晶软模板辅助银离子自组装协同生长方法,制备出花型银纳米结构阵列,解决了制备工艺复杂、成本高的问题。利用磺酸钠玻珀酸二辛脂（AOT）双亲性分子,其亲水基团可与水相结合,两个亲油尾链能与油相结合,在AOT/对二甲苯/水的体系中可形成溶致液晶柱状阵列分子模板。使用AgNO<...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
古罗马时代的Lycurgus杯Figure1.1LycurguscupinAncientRoman
图1.1 古罗马时代的 Lycurgus 杯Figure 1.1 Lycurgus cup in Ancient Roman图1.2 不同尺寸、形貌的金属纳米颗粒呈现出不同的色彩Figure 1.2 Metal nanostructures with different sizes and morphology shows differentcolors表面增强光谱技术的研究意义近年来，来自食品、环境、疾病等方面的问题成为人们生活中的困扰。从 2008年，三鹿“三聚氰胺”奶粉事件到 2010 年地沟油事件，到 2011 年猪肉中瘦肉精事件，食品安全问题屡见不鲜；水污染、大气污染等环境问题威胁着人们的身体健康；疾病的早期检测成为人们关注的热点。这些问题都是来源于有毒害作用的
[9-14]。图1.3 基于 SEF 的 RNA 传感平台[7]Figure 1.3 SEF based RNA sensing platform[7]金属纳米结构 SERS 活性基底研究的不断进步，也推进了表面增强拉曼技术在食品安全检测及生医检测等领域的应用研究。基于 SERS 技术可快速、灵敏的实现对有机分子、无机分子的检测，研究人员在食品安全检测方面做了大量相关研究。三聚氰胺作为一种化工原料禁止被添加到食品中，而不法分子利用其氮含量高的特点将其掺到婴幼儿奶粉中，而食用此种掺假的奶粉的婴幼儿身体健康遭到威胁，奶粉中及奶制品中三聚氰胺的监测极其关键。研究人员利用 SERS 技术对三聚氰胺的检测进行了研究，并取得了不错的检测效果[15-17]。此外，SERS 应用到食品中农药残留[18-20]、食品添加剂[21]、食品中致病菌[22]的检测中。SERS 可以辨别生物体内各种含量较少、难以检测的物质
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚合物支撑形貌液晶/聚合物光栅的低阈值分布反馈式激光器[J]. 刘丽娟,黄文彬,刁志辉,张桂洋,彭增辉,刘永刚,宣丽. 物理学报. 2014(19)
[2]Surface enhanced fluorescence by porous alumina with nanohole arrays[J]. ZHANG ZhengLong1,2,ZHENG HaiRong1*,DONG Jun1,YAN XiaoQing1,SUN Yu1 & XU HongXing2* 1 College of Physics and Information Technology,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China;2 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2012(05)
[3]奶粉-三聚氰胺的荧光光谱特性研究[J]. 杨成方,李雷,张枫,王道光,刘诚,刘莹. 激光技术. 2010(02)
[4]金属表面荧光增强的物理增强机制[J]. 徐良敏,张正龙,蔡晓燕,郑海荣. 发光学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于液晶与纳米金属的可见光负折射材料的研究[D]. 向祥军.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]亚微米银颗粒局域场增强分子荧光的物理机制及应用[D]. 张丰.南开大学 2013
[3]纳米银表面增强拉曼基底制备及其多氯联苯痕量检测应用[D]. 周钦.清华大学 2011
本文编号：3236943
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
古罗马时代的Lycurgus杯Figure1.1LycurguscupinAncientRoman
图1.1 古罗马时代的 Lycurgus 杯Figure 1.1 Lycurgus cup in Ancient Roman图1.2 不同尺寸、形貌的金属纳米颗粒呈现出不同的色彩Figure 1.2 Metal nanostructures with different sizes and morphology shows differentcolors表面增强光谱技术的研究意义近年来，来自食品、环境、疾病等方面的问题成为人们生活中的困扰。从 2008年，三鹿“三聚氰胺”奶粉事件到 2010 年地沟油事件，到 2011 年猪肉中瘦肉精事件，食品安全问题屡见不鲜；水污染、大气污染等环境问题威胁着人们的身体健康；疾病的早期检测成为人们关注的热点。这些问题都是来源于有毒害作用的
[9-14]。图1.3 基于 SEF 的 RNA 传感平台[7]Figure 1.3 SEF based RNA sensing platform[7]金属纳米结构 SERS 活性基底研究的不断进步，也推进了表面增强拉曼技术在食品安全检测及生医检测等领域的应用研究。基于 SERS 技术可快速、灵敏的实现对有机分子、无机分子的检测，研究人员在食品安全检测方面做了大量相关研究。三聚氰胺作为一种化工原料禁止被添加到食品中，而不法分子利用其氮含量高的特点将其掺到婴幼儿奶粉中，而食用此种掺假的奶粉的婴幼儿身体健康遭到威胁，奶粉中及奶制品中三聚氰胺的监测极其关键。研究人员利用 SERS 技术对三聚氰胺的检测进行了研究，并取得了不错的检测效果[15-17]。此外，SERS 应用到食品中农药残留[18-20]、食品添加剂[21]、食品中致病菌[22]的检测中。SERS 可以辨别生物体内各种含量较少、难以检测的物质
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚合物支撑形貌液晶/聚合物光栅的低阈值分布反馈式激光器[J]. 刘丽娟,黄文彬,刁志辉,张桂洋,彭增辉,刘永刚,宣丽. 物理学报. 2014(19)
[2]Surface enhanced fluorescence by porous alumina with nanohole arrays[J]. ZHANG ZhengLong1,2,ZHENG HaiRong1*,DONG Jun1,YAN XiaoQing1,SUN Yu1 & XU HongXing2* 1 College of Physics and Information Technology,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China;2 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2012(05)
[3]奶粉-三聚氰胺的荧光光谱特性研究[J]. 杨成方,李雷,张枫,王道光,刘诚,刘莹. 激光技术. 2010(02)
[4]金属表面荧光增强的物理增强机制[J]. 徐良敏,张正龙,蔡晓燕,郑海荣. 发光学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于液晶与纳米金属的可见光负折射材料的研究[D]. 向祥军.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]亚微米银颗粒局域场增强分子荧光的物理机制及应用[D]. 张丰.南开大学 2013
[3]纳米银表面增强拉曼基底制备及其多氯联苯痕量检测应用[D]. 周钦.清华大学 2011
本文编号：3236943
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