超疏水三维纳米结构SERS基底在原位液滴检测中的应用

基本信息
批准号:51872011
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:殷鹏刚
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:舒颖琦,张晓光,高宇坤,张晨萌,郭奥平
关键词:
三维纳米结构表面增强拉曼光谱原位液滴检测局域表面等离子体共振超疏水
结项摘要

The project combines the advantages of 3D-Nanostructure SERS substrate with super-hydrophobic characteristics to achieve direct, rapid and in situ detection for droplet samples. Using electrochemical deposition method, a series of super-hydrophobic three-dimensional nanostructured SERS substrates including nanosphere, nanoflower, nanodendrite and dual-/tri-component hierarchical nanostructures are to be designed with numerous "hot spots", on which super-hydrophobic characteristics were introduced by functional groups modification. The surface wettability, stability, homogeneity and detection limit of the prepared substrates were tested via different characterization and analysis to discuss and optimize the influence factors such as the composition, morphology and size of the three-dimensional nanostructures. The dependences of SERS enhancement on superhydrophobic characteristics, functional group type, droplet sample condition and experimental environment are to be investigated as well. The prepared novel substrates will be further applied to in situ detect some common molecules droplet samples with quantitative analysis, which is expected to open up new opportunities for SERS technique in the fields of environmental science, food safety and life sciences.

本项目利用三维纳米结构SERS基底的局域表面等离子体共振耦合可调控优势,结合表面超疏水特性,制备三维空间分布多“热点”SERS基底,实现液滴样品的快速原位检测。我们采用电化学沉积技术构建一系列不同形貌的贵金属纳米材料包括纳米花、纳米树枝及双组份多级结构,通过官能团修饰等方式调控基底浸润性,将具有超疏水特性和高灵敏度的SERS基底用于液滴样品的原位检测,系统表征SERS基底的浸润性、稳定性、均一性和检测极限等性质并深入讨论其与三维纳米结构形貌和表面修饰官能团类型的关系,最后探讨在原位检测过程中液滴的介质,尺寸,形态及其环境温湿度等因素对SERS效应的影响。通过对SERS灵敏度和表面浸润性的整体优化,得到最佳SERS基底设计方案,并实现环境、生物和食品安全等领域液滴样品的原位检测和定量分析。

项目摘要

课题以LSPR耦合可控的多“热点”SERS基底制备和表征、表面浸润性处理及其SERS液滴检测应用为主要内容,利用三维纳米结构SERS基底的局域表面等离子体共振耦合可调控优势,结合表面超疏水特性,采用电化学沉积等方法制备一系列具有空间分布“热点”的三维纳米结构SERS基底(包括纳米花、纳米颗粒、纳米树枝及复合多级结构),通过官能团修饰等方式调控基底浸润性,构建超疏水表面。将具有超疏水特性和高灵敏度的SERS基底用于液滴样品的原位检测,系统表征SERS基底的浸润性、稳定性、均一性和检测极限等性质并深入讨论其与三维纳米结构形貌和表面修饰官能团类型的关系。通过对SERS灵敏度和表面浸润性的整体优化,得到SERS基底设计方案,并实现环境、催化、生物和食品安全等领域液滴样品的原位检测和定量分析。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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