持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs)對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有很大的威脅。作為POPs主要來源之一的工業(yè)化學(xué)品多氯聯(lián)苯(PCBs)，不但能在環(huán)境中長期殘留、可長距離遷移，還具有脂溶性和生物蓄積性，對人類和動植物有很大的毒副作用，已引起了國際社會的高度關(guān)注。目前對PCBs的常用檢測方法主要有：熒光光譜法、色譜分析法以及氣相色譜同位素稀釋飛行時(shí)間質(zhì)譜分析法等等，這些方法不僅需要復(fù)雜昂貴的儀器設(shè)備，而且檢測周期長，不能滿足人們對這些高毒性、低濃度的特殊污染物進(jìn)行快速、痕量檢測的迫切需要。

　　近年來，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理所孟國文小組致力于探索用納米材料的優(yōu)異性能檢測PCBs的新方法，他們追求的目標(biāo)是，通過設(shè)計(jì)構(gòu)筑新的納米結(jié)構(gòu)，將其作為檢測器件的敏感工作單元，實(shí)現(xiàn)對POPs的高靈敏、高選擇、可信度高、重復(fù)性好的快速實(shí)時(shí)在線檢測。經(jīng)過科研人員的不懈努力，取得了一些初步進(jìn)展。例如：發(fā)明了一種基于多孔ZnO的表面光電壓變化快速檢測兩種PCBs(PCB29和PCB101)的新方法及原型器件(Langmuir 26, 13703(2010);專利申請?zhí)枺?00910185596.6);基于銀納米“樹枝晶”表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)對PCB77的快速檢測(J. Appl. Phys.107, 044315 (2010);專利申請?zhí)枺?0091016342.9)。

　　科研人員在研究中發(fā)現(xiàn)，由于每個(gè)納米“樹枝晶”在一定范圍內(nèi)是一個(gè)獨(dú)立的小“單元”，在“單元”與“單元”之間會出現(xiàn)“空缺”，所以，如果SERS信號的取樣點(diǎn)不巧取在了“空缺”的位置，則所獲得的Raman信號就不能反映實(shí)際情況。在前期研究的基礎(chǔ)上，黃竹林博士生在導(dǎo)師孟國文和中科院離子束與生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃青研究員的共同指導(dǎo)下，根據(jù)具有納米級粗糙度的貴金屬顆粒或溶膠表面，在某一波長激光的照射下，吸附分子的拉曼散射信號大幅度增強(qiáng)的SERS效應(yīng)，構(gòu)筑了大面積范圍內(nèi)SERS信號可重復(fù)的高度有序Ag@Au納米棒陣列，并實(shí)現(xiàn)了對痕量PCBs的快速檢測。為了檢驗(yàn)襯底上不同位置SERS信號的重復(fù)性與一致性，他們在同一襯底上任意選取了7個(gè)點(diǎn)，測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)R6G的特征峰相當(dāng)強(qiáng)度漲落非常小，說明這種新襯底的SERS活性均勻、穩(wěn)定、可信、重復(fù)性好。他們在該襯底上，實(shí)現(xiàn)了對三氯聯(lián)苯PCB20的快速痕量檢測。

　　相關(guān)成果申請了國家專利(200910184967.8)，撰寫的論文發(fā)表在Adv. Mater. 22, 4136(2010) 上。該工作得到“納米研究”重大科學(xué)研究計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。