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，實現(xiàn)對POPs的高靈敏、高選擇、可信度高、重復(fù)性好的快速實時在線檢測。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)，由于每個納米“樹枝晶”在一定范圍內(nèi)是一個獨立的小“單元”，在“單元”與“單元”之間會出現(xiàn)“空缺”，所以，如果SERS信號的取樣點不巧取在了“空缺”的位置，則所獲得的Raman信號就不能反映實際情況。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實驗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，并實現(xiàn)了對痕量PCBs的快速檢測。為了檢驗襯底上不同位置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個點，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)新工程等項目的資助。