多氯聯(lián)苯（PCBs）是一類(lèi)典型的持久性有機污染物（POPs）。由于PCBs的生物富集性和高毒性，這類(lèi)曾經(jīng)發(fā)揮了巨大作用的化工產(chǎn)品也給人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境造成了巨大的危害。固體所楊亞軍博士利用銀納米“樹(shù)枝晶”的表面增強拉曼散射效應，實(shí)現了對四氯聯(lián)苯的快速、痕量檢測。最近，該所李明濤博士后與孟國文研究員、尹志軍副研究員及等離子體所黃青研究員合作，發(fā)明了一種新的能快速檢測PCBs的表面光電壓變化傳感器。

　　該傳感器的結構非常簡(jiǎn)單，由兩片導電玻璃和中間夾著(zhù)的一薄層多孔氧化鋅粉末構成（圖A）。在光照面一側的導電玻璃中間有一個(gè)小圓孔，是PCBs進(jìn)入氧化鋅粉末層的通道。通過(guò)鎖相放大器與導電玻璃相連來(lái)測量其SPV。該系統的靈敏度較高，可以檢測出微弱的SPV信號變化。之所以采用多孔氧化鋅粉末，是為了增強對PCBs的富集作用，從而提高檢測的靈敏度。由于該傳感器在光照后幾秒鐘便可獲得穩定的SPV信號（圖B），因而具有較短的分析時(shí)間，有望用于PCBs的快速檢測。

　　他們使用該傳感器對三氯聯(lián)苯PCB29和五氯聯(lián)苯PCB101兩種多氯聯(lián)苯進(jìn)行了試驗，結果發(fā)現其檢測靈敏度可達10^－6 M，分析時(shí)間不超過(guò)一分鐘。這為構建快速檢測PCBs（甚至其它POPs）的傳感器提供了一條新途徑，對于環(huán)境中POPs的快速痕量檢測具有重要參考價(jià)值。

　　相關(guān)成果申請了國家發(fā)明專(zhuān)利；撰寫(xiě)的論文發(fā)表在Langmuir2010,。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)基金和中國博士后基金等資助。

　　目前檢測PCBs的常用方法是以色譜和質(zhì)譜為基礎的聯(lián)用檢測技術(shù)。然而，這些檢測方法不僅過(guò)程復雜、耗時(shí)，且成本高，難以對痕量的PCBs進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。

　　氧化鋅半導體多孔材料在吸附PCBs前后會(huì )引起自身的表面光電壓（SPV）變化。分析表明，在亞帶隙單色光照射下，表面態(tài)電子的躍遷引起表面勢的變化，產(chǎn)生SPV。而吸附在氧化鋅表面的PCBs可以影響表面態(tài)電子的躍遷，導致SPV發(fā)生變化。例如，在500 nm單色光照射下，該傳感器的SPV信號在吸附PCBs后會(huì )降低；并且SPV降低的幅度與PCBs的吸附量相關(guān)，在一定范圍內二者呈線(xiàn)性關(guān)系。這樣，通過(guò)簡(jiǎn)單測量表面光電壓的變化就可以快速檢測出PCBs的含量。

傳感器的結構及相關(guān)測試結果