基于金纳米多面体组装的超晶格薄膜及柔性SERS基底构建

基于贵金属的等离激元超晶格薄膜是由可控形貌及功能的纳米晶体自组装形成，具有“类石墨烯”的二维单层且紧密堆积的微纳序构结构。但由于复杂的粒子间作用力的存在，引导贵金属纳米晶形成类似的超晶格薄膜，特别是大规模的有序组装仍是难点。此外，具有规整形貌的较大粒径纳米晶的设计，由于合成上的结构缺陷严重限制了其等离激元性能的可调控性，从而阻碍了它们的实际应用。

本研究以建立基于大粒径的贵金属纳米多面体组装的增敏型SERS基底为目标，从纳米基元构建上设计制备了金纳米多面体（Au nanopolyhedron，AuNPH）。其合成是以金纳米棒为核进行进一步生长，合成粒径约40nm的金纳米球作为种子，以氯化十六烷吡啶作为配体，在氯金酸和抗坏血酸溶液中合成粒径为86nm的金纳米多面体，从而成功构建了超晶格薄膜的构筑单元，从合成方法上得到了结构和性能的有效设计。然后利用硫醇化聚苯乙烯（PS-SH）为柔性配体官能化修饰，通过气液界面组装法，实现了厘米级自支撑的等离激元超晶格膜的制备。由于其纳米基元的多面构型，可在薄膜中形成均匀电磁场增强热点，增强系数（EF）可达10⁶，信号的相对标准偏差约4.3%，小于大部分传统报道的SERS基底，构建了具有均匀SERS信号的增敏型柔性二维材料，为基于超晶格薄膜SERS基底的无创检测提供了应用基础。

² 相关论文：

Yi Chen*, Haojing Yin, Debabrata Sikdar, Linglin Yan, Zheng Zhou, Jiacen Sun, Chuan Wang, Gold Nanopolyhedron-Based Superlattice Sheets as Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering Sensors for Detection of 4-Aminothiophenol.ACS Applied Nano Materials 2021, 4, 12498-12505.（DOI: 10.1021/acsanm.1c02884）