由于电磁增强作用，位于贵金属纳米结构表面的分子拉曼信号会得到数量级的增强，从而产生SERS效应。SERS技术具有分子“指纹”识别能力，在化学和生物分析等领域拥有广泛的应用前景。贵金属纳米结构表面具有大幅度增强局域电磁场的位置（一般位于<10nm的间隙处）称为SERS“热点”，是SERS信号的主要来源。因此，在三维空间内增加“热点”的密集度将有效提高SERS灵敏度。目前，构筑三维SERS基底的主要方式是将球形贵金属颗粒组装到非金属纳米结构阵列上。相关理论和实验研究表明，与球形贵金属纳米颗粒相比，带有棱角或尖端的贵金属纳米结构能够产生更强的局域电磁场，因而其组装体在间隙处更易产生“热点”。如果将这些纳米结构组装成三维SERS基底，有望得到高灵敏度SERS基底。

该研究团队以ZnO纳米锥阵列作为牺牲模板，使用含有贵金属离子和特定表面活性剂的电解液，采用电沉积方法构筑多种贵金属纳米结构单元组装的纳米管阵列，例如由银纳米片、金纳米棒、铂纳米刺和钯纳米锥等结构单元组装的纳米管阵列。这些纳米结构单元具有显著的棱角和/或尖端；由其组装的纳米管阵列具有大量间隙，在三维空间内产生高密度的“热点”。因此所构筑的纳米管阵列具有很高的SERS灵敏度。例如，银纳米片组装的纳米管阵列能够灵敏地检测浓度低至10fM的罗丹明6G (R6G)。这种银纳米片组装的三维SERS基底对高毒性有机污染物多氯联苯也表现出高SERS灵敏度，并能够检测两种多氯联苯的混合物，表明该三维SERS基底在检测环境中高毒性有机污染物方面具有应用前景。

相关工作得到科技部973计划、“中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划”和国家自然科学基金等项目的支持。

文章链接：http://link.springer.com/article/10.1007/s12274-014-0577-x

                                                      图1. 论文的相关图片被选作期刊封面

图2. (a)银纳米片组装的纳米管阵列的扫描电镜（SEM）照片；图(b)折断的纳米管的SEM照片；图(c)不同浓度R6G的SERS光谱；图(d) 20μM多氯联苯-77 (PCB-77)和10μM多氯联苯-1 (PCB-1)的混合物溶液(曲线I) 以及30μM的 PCB-1溶液(曲线II)的SERS光谱。