基于局域表面等离子体共振效应的光学生物传感器*

贵金属纳米粒子表现出许多常规块体材料所不具备的优异性能,其中局域表面等离子体共振 (LSPR) 特性是研究热点之一。LSPR 的形状和位置与纳米粒子的组成、大小、形状、介电性质以及局域介质环境密切相关。基于这一特性,贵金属纳米粒子已广泛应用于光学生物传感器、光过滤器和表面增强光谱等领域。本文对各种结构的贵金属纳米粒子的制备方法及其在光学生物传感器中的应用进行了综述,并对 LSPR 纳米传感器的未来发展前景做了展望。     

帽状锑纳米粒子的制备及表面等离子共振特性的研究

采用热蒸发法在SiO₂自组装单层膜上制备了帽状锑纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计对帽状复合纳米粒子的表面形貌、结构以及表面等离子共振特性进行了研究和表征。结果表明,制备的复合纳米粒子呈帽状,表面等离子共振峰具有明显的可调谐性,当二氧化硅粒径增大或锑帽层厚度增加时,等离子共振吸收峰位置红移。     

MATLAB可视化在扭摆法测量刚体转动惯量中的应用

将MATLAB应用于物理实验教学中,通过编程绘制扭摆法测量刚体转动惯量的实验过程动画,将抽象复杂的实验过程具象化,有利于讲解过程中辅助学生理解;将实验数据导入工具包Curve Fitting Tool进行数据处理,绘制函数图像得出物体转动惯量的数据结论,不仅能够得到精确的实验数据,更能加深学生对于实验原理及各参数之间关系的理解.随着各类信息化编程软件发展,实验过程可视化、实验数据精确化处理成为了课堂教学的重要辅助,提升实验教学的趣味性并且锻炼学生的物理感性思维.     

帽状铜纳米粒子的制备及表面增强拉曼散射活性研究

采用真空热蒸发法在SiO₂纳米粒子自组装单层膜上沉积铜薄膜制备了帽状铜纳米粒子。用扫描电镜、原子力显微镜和紫外-可见-近红外分光光度计对帽状复合纳米粒子的表面形貌和光学性质进行了表征。以亚甲基蓝和吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚为探针分子,研究了该复合纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性。通过比较吸附在不同基底上的吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚的谱峰强度,探讨了SERS效应与表面等离子体共振(SPR)的关系。     

蝶翅表面银薄膜的制备及其SERS活性研究

以商业化蝴蝶翅膀为衬底,采用真空热蒸发技术沉积银薄膜,制备银薄膜/蝶翅基底。结合X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了银薄膜/蝶翅的微观结构及表面形貌。选择罗丹明6G(R6G)为探针分子,对不同品种蝶翅/银薄膜基底的表面增强拉曼散射(SERS)活性进行研究。半定量分析了R6G溶液浓度和银薄膜厚度对基底SERS性能的影响。分别在银薄膜/枯叶蝶和银薄膜/太阳蛾基底表面随机选取十二个不同位置,特征峰604、1349和1507 cm-1处强度的相对标准偏差值分别为5. 30%、6. 86%、5. 58%和4. 36%、3. 21%、3. 35%,表明银薄膜/蝶翅基底表面具有良好的均匀性。     

基于3D打印与轨迹追踪探究最速降线问题

采用SolidWorks软件建立最速降线轨道模型,通过3D打印技术获得最速降线教具.再通过轨迹追踪软件Tracker分析实验过程中的轨迹、加速度随时间变化的关系,分析图像发现加速度随时间的增加而减小,并探究了从不同高度下落的物体运动的时间,证明了物体从最速降线的不同位置下落具有等时性.     

帽状银纳米粒子的制备及表面增强拉曼活性研究

采用真空热蒸发法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积银膜制备了帽状银纳米粒子。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计 (UV-Vis-NIR)对其表面形貌及光学性质进行了表征。以吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚作为探针分子，研究了该复合纳米粒子的表面增强拉曼散射 (SERS) 活性，增强因子高达2.88×10⁶。结果表明在二氧化硅纳米粒子表面制备的帽状银纳米粒子是很好的表面增强拉曼散射活性基底。     

帽状锡纳米粒子的制备及其表面等离子的共振特性

采用真空热蒸发法在SiO2自组装单层膜上沉积金属锡, 制备了帽状锡纳米结构, 通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪和Cary 5000紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计对其表面形貌、结构以及光谱特性进行了研究和表征. 结果表明, 制备的复合纳米粒子呈帽状, 表面等离子共振峰位具有明显的可调谐性, 随二氧化硅粒径的增大或锡帽层厚度的增加, 表面等离子共振吸收峰向长波方向移动.     

利用Tracker软件研究扭摆的振动

利用Tracker软件自动追踪功能描绘扭摆振动图像,并利用其数据拟合功能拟合出扭摆振动曲线,分析扭摆在短时间内振动情况.调整扭摆的摆角,研究不同摆角的周期与衰减规律.相比传统实验,Tracker软件更加精确、直观、高效,同时实验结果精确度高.     

打印技术制备表面增强拉曼散射活性基底的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)是一种先进的表面分析技术,可以极大提高吸附在金属表面或附近分子的拉曼散射信号。SERS技术由于其快速准确、灵敏度高、选择性好、样品制备要求低等特点,成为当前的研究热点,在化学、食品、生物、医疗等领域展现出重要的应用前景。而利用SERS技术作为一种常规分析和诊断工具面临的一个主要挑战是如何制备均匀、可重复、稳定的活性基底。打印技术操作简单、效率高、成本低,有助于设计等离激元纳米结构。通过优化“热点”增强电磁场,获得重复性好、稳定性高、增强能力强的SERS活性基底。近年来,印刷技术逐渐被应用于SERS基底的制备。主要综述了制备SERS基底的几种常用印刷技术,包括喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷等。分析了衬底表面润湿性、干燥温度、油墨粘度、表面张力、溶剂等因素对SERS性能的影响。总结了印刷技术制备SERS基底的研究进展,并对其潜在应用和未来发展作了展望。