近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院健康所楊良保研究員課題組利用表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)技術(shù)，在單個金納米二聚體上觀測到芳香族分子與金表面間的相互作用。該成果發(fā)表在分析化學(xué)類頂刊 Analytical Chemistry 上，并且被選為當(dāng)期正封面。
 

　　芳香族分子與貴金屬間的界面相互作用一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)，它在催化、傳感、電子學(xué)等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。然而，由于表征技術(shù)的限制和實(shí)驗(yàn)條件的復(fù)雜性，人們對于這種相互作用在環(huán)境條件下的具體機(jī)制仍缺乏定量理解。針對這一難題，研究團(tuán)隊(duì)利用SERS技術(shù)能夠提供表面分子振動光譜信息的獨(dú)特優(yōu)勢，精心設(shè)計(jì)并構(gòu)建了具有亞納米間隙的金納米二聚體結(jié)構(gòu)。
 

　　通過這一創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了對多環(huán)芳烴類分子的高靈敏SERS檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多環(huán)芳烴的SERS敏感性隨著分子結(jié)構(gòu)中芳香環(huán)數(shù)量的增加而提高，這一發(fā)現(xiàn)為芳香族分子的高靈敏檢測提供了新的思路。同時，研究還揭示了芳香分子在金表面的物理吸附類型以及界面處的電子密度分布(圖2)。相關(guān)結(jié)論對于理解π-金屬相互作用具有重要啟發(fā)性意義。
 

　　該研究不僅展示了SERS技術(shù)在單分子層面研究界面相互作用中的強(qiáng)大潛力，也為相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和技術(shù)應(yīng)用提供了新的啟示。
 

　　論文的共同第一作者為健康所博士研究生周國良、健康所李盼副研究員以及廈門大學(xué)博士研究生肖遠(yuǎn)輝。通訊作者為健康所楊良保研究員、林東岳副研究員。該研究受到了中國科學(xué)院科研儀器裝備開發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等資助。
 

圖2 SERS技術(shù)解析多環(huán)芳烴與金表面的π-Au相互作用