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拉曼散射是光與物質(zhì)相互作用的一種形式，其實(shí)質(zhì)是光子和散射物質(zhì)中的分子之間發(fā)生了非彈性碰撞。表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)是指當(dāng)一些分子被吸附到某些粗糙的金屬(如銀、銅、金等) 表面上時，它們的拉曼散射強(qiáng)度會會極大的增強(qiáng)。常用的基底有貴金屬(Cu，Ag，Au 等)粗糙電極、貴金屬溶膠、納米顆粒、納米陣列等，基底也賦予了SERS具備更高的高靈敏度，故廣泛應(yīng)用于生物制藥、食品安全、刑偵安檢等領(lǐng)域。

作為一種具有高靈敏度、分子指紋識別和快速無損測量的表面光譜分析技術(shù)，SERS將檢測靈敏度提升了百萬倍以上，已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、物理、化學(xué)、材料學(xué)、地質(zhì)學(xué)、考古和藝術(shù)品鑒定等領(lǐng)域。例如，將SERS技術(shù)應(yīng)用于患者呼出物、血清液、脫氧核糖核酸的檢測，為早期患者的疾病診斷提供一種有力分析手段；應(yīng)用于海洋微塑料、大氣有毒有害氣體、水體有機(jī)污染物和土壤重金屬的微量檢測，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境中有害物質(zhì)的監(jiān)測；SERS還可實(shí)現(xiàn)對危害公共安全的爆炸物質(zhì)和疑似吸毒人員體液毛發(fā)中含毒品物質(zhì)的快檢。

近年來，一些過度金屬碳/氮化物(MXenes)表現(xiàn)出相當(dāng)強(qiáng)的SERS活性，為SERS活性材料開發(fā)開辟了新的前景。MXenes材料具有成本低、表面改性靈活、光電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但由于其靈敏度不足，無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求。因此，將MXene材料的靈敏度推向更高水平仍然具有挑戰(zhàn)性。

近日，安徽理工大學(xué)力學(xué)與光電物理學(xué)院青年教師藍(lán)雷雷與東南大學(xué)物理學(xué)院邱騰課題組合作，通過結(jié)合二維裁剪和分子富集來設(shè)計(jì)高靈敏度的柔性MXene基SERS襯底，成功制備出兩種類型的二維碳化釩(V₄C₃和V₂C)MXenes材料。

他們在研究中發(fā)現(xiàn)，與塊狀MXene材料相比，二維裁剪賦予碳化釩MXenes費(fèi)米能級附近更為豐富的態(tài)密度，促進(jìn)了光致誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移，增加了多達(dá)2個數(shù)量級的檢測靈敏度。研究人員進(jìn)一步采用了一種基于真空輔助抽濾的分子富集方法來獲取超靈敏的SERS檢測，實(shí)現(xiàn)了2分鐘內(nèi)超快速分子富集、95%以上的超高分子截留率和5×10^-9M的更低的檢測限，從而獲得了超靈敏的SERS檢測。

該項(xiàng)工作創(chuàng)造性提出了一種新的策略，為探索新型MXens基SERS材料提供了重要指導(dǎo)，并為設(shè)計(jì)高性能的SERS平臺提供了一種前沿策略。并且在其中，V₄C₃作為SERS活性材料為首次報(bào)道。

(資料來源：中國科學(xué)報(bào))

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