持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants簡(jiǎn)稱(chēng)POPs)對人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境具有很大的威脅。作為POPs主要來(lái)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(cháng)期殘留、可長(cháng)距離遷移，還具有脂溶性和生物蓄積性，對人類(lèi)和動(dòng)植物有很大的毒副作用，已引起了國際社會(huì )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(shí)間質(zhì)譜分析法等等，這些方法不僅需要復雜昂貴的儀器設備，而且檢測周期長(cháng)，不能滿(mǎn)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(lái)，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，他們追求的目標是，通過(guò)設計構筑新的納米結構，將其作為檢測器件的敏感工作單元，實(shí)現對POPs的高靈敏、高選擇、可信度高、重復性好的快速實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測。經(jīng)過(guò)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(zhuān)利申請號：200910185596.6)；基于銀納米“樹(shù)枝晶”表面增強拉曼散射(SERS)效應對PCB77的快速檢測(J. Appl. Phys.107, 044315 (2010)；專(zhuān)利申請號：20091016342.9)。

　　科研人員在研究中發(fā)現，由于每個(gè)納米“樹(shù)枝晶”在一定范圍內是一個(gè)獨立的小“單元”，在“單元”與“單元”之間會(huì )出現“空缺”，所以，如果SERS信號的取樣點(diǎn)不巧取在了“空缺”的位置，則所獲得的Raman信號就不能反映實(shí)際情況。在前期研究的基礎上，黃竹林博士生在導師孟國文和中科院離子束與生物工程重點(diǎn)實(shí)驗室黃青研究員的共同指導下，根據具有納米級粗糙度的貴金屬顆粒或溶膠表面，在某一波長(cháng)激光的照射下，吸附分子的拉曼散射信號大幅度增強的SERS效應，構筑了大面積范圍內SERS信號可重復的高度有序Ag@Au納米棒陣列，并實(shí)現了對痕量PCBs的快速檢測。為了檢驗襯底上不同位置SERS信號的重復性與一致性，他們在同一襯底上任意選取了7個(gè)點(diǎn)，測量結果發(fā)現R6G的特征峰相當強度漲落非常小，說(shuō)明這種新襯底的SERS活性均勻、穩定、可信、重復性好。他們在該襯底上，實(shí)現了對三氯聯(lián)苯PCB20的快速痕量檢測。

　　相關(guān)成果申請了國家專(zhuān)利(200910184967.8)，撰寫(xiě)的論文發(fā)表在A(yíng)dv. 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。