三种不同银纳米粒子SERS基底比较研究

表面增强拉曼光谱(SERSp)技术是一种新兴的分析检测技术,由于其对样品分析灵敏度高、检测时间短以及样品所需量小等优点,近年来该技术已在生物医学,化学等领域得到广泛的应用,同时表面增强拉曼散射(SERS)基底的制备已成为该领域的研究热点。本文主要对三种以银纳米粒子(AgNPs)的SERS效应为基质的拉曼活性基底:毛细管-AgNPs,二氧化钛-AgNPs和滤纸-AgNPs进行比较研究。首先分别用三种基底对罗丹明6G(R6G)分子进行拉曼光谱采集及分析,找出三种SERS基底相应的最佳制备条件。最后用这三种最佳条件下制备的SERS基底对同一个健康人血清进行拉曼光谱检测,并对结果进行分析比较。初步结果:三种SERS基底都是可靠的和实用的;二氧化钛-AgNPs基底灵敏度相对较高,但制备过程较复杂;滤纸-AgNPs基底灵敏度其次;毛细管-AgNPs基底及滤纸-AgNPs基底的制备均较为简单。因此,从实用角度考虑,滤纸-AgNPs基底比较适合血清的表面增强拉曼光谱检测与分析。     

基于表面增强拉曼的三聚氰胺在线检测

采用多巴胺化学还原法制备了分散性良好的金溶胶,在硅片表面组装成膜,并应用其作为表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)基底在线检测牛奶中的三聚氰胺。通过场发射扫描电镜与原子力显微镜表征金膜形貌,金颗粒的平均粒径约为100~200nm,形成的金膜均匀致密,表面粗糙度为51.705nm,适合作为SERS基底。应用搭载该金膜的流动检测装置,实现了对溶液及牛奶中三聚氰胺的实时检测。     

银纳米棒双体结构的表面等离子体共振光学特性研究

利用时域有限差分方法,研究了银纳米棒双体结构的散射光谱及其电场分布,并对其局域表面等离子体耦合共振特性进行了分析。研究表明随着银纳米棒之间的距离变大,其表面等离子共振峰的强度逐渐变弱,横向四极模式和横向偶极模式峰位基本不变。纳米棒半径的增加和夹角的变大,都会引起峰值强度明显增强。通过场分布计算发现,纳米棒半径的增加和夹角的变大都可以在颗粒的近场区域产生"热点",这种局域电磁场显著的增强对表面增强拉曼散射、荧光探针、纳米催化等方面的应用具有参考价值。     

马面鲀鱼皮复制及润湿性研究

以具有防污功能的马面鲀皮为生物复制模板,采用铸膜方法对其微观形貌进行了大面积复制,并对复制表面的润湿性进行了分析研究。研究结果表明,复制的PDMS样品表面产生了与生物样品一致性较好的绒毛结构。该结构大大增加了表面的疏水性,将使海洋生物附着的难度大幅度增大,从而改善表面的污损释放性能。     

立方相Ag_3PO_4(111)面原子几何及弛豫结构的第一性原理计算

采用平面波超软赝势方法研究了立方相Ag_3PO_4(111)面的表面能和表面原子弛豫结构.首先对Ag_3PO_4(111)面的八种不同原子终止结构的体系总能量进行计算,结果表明B种表面模型被证实为最稳定的(111)面原子几何结构.针对该表面结构,探讨了表面能和原子弛豫与模型中原子层数和真空厚度的关系,当原子层数为24层,真空厚度为0.6 nm时,表面能收敛于1.41 J/m2(LDA-CAPZ)和1.39 J/m2(GGA-PBE).表面原子弛豫后,表面两个三配位的Ag原子均向里移动,超过0.06 nm,而表面次层的O原子则均向外移动约0.0042 nm,导致弛豫后暴露在最表面的是O原子,同时表面原子的核外电子向表面内部发生转移,结构趋于稳定.这些结果为进一步深入研究Ag_3PO_4表面的光催化活性起源提供理论支持.     

磁性金属颗粒膜磁光-Kerr效应增强现象研究

基于磁性金属颗粒膜Kerr磁光效应的关系,结合电子跃迁和自由电子共振模型及实验数据,分析了金属颗粒膜的磁光Kerr旋转和Kerr椭偏现象,由分析研究表明:在磁性金属颗粒材料中Kerr旋转和Kerr椭偏率光谱(Kerr效应)中的共振峰不是由单一电子的跃迁引起,其中由于等离子体激化元的存在,而引起的等离子体共振行为在此产生了相当的影响.亦即对磁光Kerr旋转和Kerr椭偏率起作用的是电子跃迁与自由电荷载流子的等离子共振相互作用共同引起的.这一结论与对较大Kerr效应的4f化合物的相关实验强烈的Kerr效应和明显的共振结构相一致,这在铥原子化合物(Tm S,Tm Se)和铈化合物(Ce Sb,Ce Sb0.75Te0.25,Ce Te.)及L10Fe Pt膜中都已观察到这一现象.     

极性晶体膜中强耦合激子的性质

在强耦合极化子模型基础上,采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法研究了极性晶体膜中激子与表面光学(SO)声子强耦合、与体纵光学(LO)声子弱耦合体系的性质.讨论了极性晶体膜中激子的诱生势与膜厚度和温度的变化关系.结果表明:激子的诱生势不仅与电子-空穴间距离有关,而且与极性晶体膜厚度有关,同时温度对激子诱生势的影响十分显著.     

液体表面张力系数的实验研究

改变液体的浓度可以调控液体的表面张力系数,各种形状膜架的挂膜时间与液体表面张力系数存在着一定的关系,本文对于这两个方面进行了实验研究,得出了相应的结果.此外,溶液的温度和空气的流动对挂膜时间都会产生影响.     

微管内气液两相流中液膜厚度的实验测量

微通道内气液两相流中气柱(plug bubble)与通道壁之间液膜厚度的实验测量,是微热管、微流动、微电子冷却以及气泡雾化等研究中普遍关注的问题.本文利用基于光学干涉和快速傅立叶变换的空间频谱分析方法,实验测量获取了含表面活性剂水中气柱在750μm 通道内运动时其与通道壁面之间的液膜厚度.实验结果表明:表面活性剂对液膜厚度的影响比较明显,即当表面活性剂浓度在一定范围内增大时,液膜厚度会减小;此外,当气柱运动速度在一定范围内增大时,液膜厚度也会减小.     

一种容积法测小流量研究

针对高压汽水两相流实验中小液量测量困难这一问题，运用重力压差主要由液相密度决定的原理，提出了由圆管内重力压差变化线性分求流量的方法，实验表明这一方法线性度很好，本文对这一方法进行了理论分析，得到了计算修正公式，同时评估了计算带来的误差。