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English| 發(fā)布日期：2023-03-13 |
現(xiàn)在越來越多科研人員投身納米科學領(lǐng)域，納米技術(shù)在新世紀推動了信息技術(shù)、醫(yī)學、環(huán)境科學、自動化技術(shù)及能源科學的發(fā)展，像抗生素、集成電路和人造聚合物在二十世紀發(fā)揮了重要作用一樣。納米技術(shù)將給我們帶來無限美好的未來。
納米材料是納米科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是納米科技最為重要且最為活躍的研究領(lǐng)域。
在拉曼光譜領(lǐng)域，由于1974年發(fā)現(xiàn)的SERS（表面增強拉曼光譜）技術(shù)，研究人員開始探索納米粒子基底與拉曼光譜之間不可分割的關(guān)系。隨著納米材料的研究越發(fā)深入，在最基礎(chǔ)的無修飾的貴金屬納米粒子之上，逐步發(fā)展出不同的研究方向。比如在納米粒子上進行抗原抗體修飾，讓基底進行靶向性增強；選用不同材料，甚至非金屬來進行基底制備，拓展基底對不同樣品的親和性；改造納米粒子的表面結(jié)構(gòu)，極大增強納米粒子的信號增強效果等等。
在最基礎(chǔ)的納米粒子形態(tài)下,顆粒尺寸對其性質(zhì)有著強烈的影響,納米材料的顆粒度的大小是衡量納米材料最重要的參數(shù)之一。
小貼士：
納米微粒又稱超細微粒, 它的粒子尺寸一般在1~100nm之間,是介于原子、分子和固體體相之間的物質(zhì)狀態(tài)。
納米微粒中的金納米顆粒隨粒徑的變化呈現(xiàn)不同的顏色，具有高電子密度、介電特性和催化作用。高電子密度使其在電子顯微鏡下具有很好的襯度，因此十分適合作為電鏡測試的標記物。由于納米微粒具有尺寸小、比表面積大和量子尺寸效應(yīng),使它具有不同于常規(guī)固體的新的特性。
上文提到納米顆粒大小是用來衡量納米材料最重要的參數(shù)，那我們該如何去測定呢？目前可用于測定納米顆粒粒徑的方法目前普遍采取的是TEM和SEM的手段。
透射電子顯微鏡（TEM）：
是利用高能電子束充當照明光源而進行放大成像的大型顯微分析設(shè)備。
掃描電子顯微鏡（SEM）：
是1965年發(fā)明的較現(xiàn)代的細胞生物學研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)。
這兩種測量方式雖說測量結(jié)果精準，但儀器本身十分貴重，需要配置一臺電鏡的成本是十分高昂的，導致許多科研單位或企業(yè)只能送樣去別處檢測。同時，要使用電鏡對于樣品的前處理要求非常高，稍有處理不當就有可能得不到想要觀測的結(jié)果。Q
那還有什么更好的測量方式呢？A
如海為用戶提供了以光纖光譜儀為核心的光譜測量設(shè)備。利用這些配置豐富的設(shè)備，就可以搭建各種常見的光譜測量系統(tǒng)，來對粒徑的大小進行測量。下面通過一個小實驗來給大家詳細介紹~
準備過程
由于金納米粒子在紫外-可見吸收光譜范圍內(nèi)有明顯的吸收峰，并且隨著粒徑的增大，吸收峰會發(fā)生紅移。
根據(jù)這一特性，通過獲得金納米粒子的吸收光譜對粒徑進行測量。在200-1100nm范圍內(nèi)得到金納米粒子明顯的吸收峰，根據(jù)不同樣品的吸收峰的紅移來判斷金納米粒子粒徑的大小。
我們本次實驗所用到的是設(shè)備是：寬波譜高速光纖光譜儀（XSM11639），氘鹵二合一光源，光纖和四通液體測量池。
采用的樣品有：三種不同粒徑大小（20-40nm，50-60nm，70-80nm）的金納米粒子溶膠，純水。
實驗結(jié)果
三種粒徑的金納米粒子吸光度圖譜
由圖可知，最小粒徑(20-40nm)的金納米粒子在530nm處有很強的吸收峰，粒徑中等(50-60nm)的金納米粒子的吸收峰在545nm處，粒徑最大(70-80nm)的金納米粒子的吸收峰則在554nm處。結(jié)果表明，隨著金納米粒子粒徑的增大，其吸收峰發(fā)生了紅移。
實驗結(jié)論
光纖光譜儀可以通過與光源、四通液體光譜測量池、光纖等搭建成透光率測量系統(tǒng)，通過智能軟件可以非常簡便的獲得樣品的透射率和吸光度，并能夠在很短的時間內(nèi)完成金納米粒子粒徑測量等多種應(yīng)用。
