金属纳米粒子在光子晶体中的可控自组装及其在高效检测中的应用

发展高效灵敏检测的新材料和新方法，对疾病、环境和食品安全检测和监控等都具有重要意义。近年来，荧光、拉曼等光谱技术在各种检测中得到广泛应用，但如何进一步提高检测的灵敏度、选择性和可靠性，是今后发展急需解决的问题。本研究将通过自组装制备光子晶体，进一步利用 DNA 高效的组装定位能力，将金属纳米粒子可控组装在纳米尺度的光子晶体内。利用光子晶体的光放大和金属表面增强作用，提高荧光、拉曼检测的灵敏度和选择性，实现高效高灵敏检测，为发展新型高灵敏检测提供新的材料和方法。

荧光、拉曼等光谱技术在对疾病、环境和食品安全检测和监控等各种检测中得到广泛应用。如何提高光谱技术的灵敏度和准确性是今后发展急需解决的问题。发展高效灵敏检测的新材料和新方法对于进一步提高检测的灵敏度、选择性和可靠性具有重要意义。本研究实现了光子晶体与纳米粒子的精确图案化组装，并进一步将金属纳米粒子可控组装与光子晶体结合，利用光子晶体的带隙增强和金属表面增强作用，提高荧光、拉曼检测的灵敏度和选择性，实现了高效高灵敏检测，为发展新型高灵敏检测提供新的材料和方法。.在项目执行期间，深入系统研究了单分散聚合物乳胶粒子自组装过程的影响因素，包括基底弹性、三相线移动、组装材料自身的特性等，实现了大面积和图案化的可控自组装，制备了高度有序、性质均一和无裂纹的胶体光子晶体，获得了具有高效光调控能力的窄带隙光子晶体，并利用喷墨打印方法实现了光子晶体图案化和不同带隙光子晶体的集成，以此为基础研究发展了一系列高性能的光学传感和检测等器件。共发表和接收SCI 收录论文 59 篇，其中以通讯作者在 J. Am. Chem. Soc. (2), Angew. Chem. Int. Ed. (3), Adv. Mater. (5) 发表论文 10 篇；并有 14 篇被选为 Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater.等的封面和背封面论文。申请中国发明专利 6 项