近日，我校纳米功能材料研究所杨保成教授团队和香港中文大学王建方教授课题组在表面增强红外分子检测方面取得了突破进展，其研究成果“Gold nanonails for surface-enhanced infrared absorption”发表在国际知名学术期刊《Nanoscale Horizons》(SCI一区：影响因子IF=9.095)。
红外吸收光谱是探测和鉴定分子的有效工具, 然而其应用受到分子低红外吸收截面的限制。 金属或高掺杂半导体纳米材料的局域表面等离激元能够产生极大的局域电磁场增强。 当分子红外振动与局域表面等离激元发生耦合共振时, 分子的振动信号会被极大增强, 可实现对目标分子的微量甚至痕量检测。 然而目前该类材料的制备方法主要是包括电子束印刷、激光直写、孔膜胶体印刷和光刻法等在内的物理方法。

　　本课题组利用种子生长法成功制备了尺寸均匀、高长径比的金纳米棒和金纳米钉，实现了其红外吸收峰位在6000-1200 cm-1的连续可调。当等离激元峰与4-氨基苯硫酚和L-半胱氨酸分子的红外振动峰耦合时，分子的振动信号被极大的增强，另外金纳米钉这种含有尖端的金纳米结构能更大程度地增强表面电场，从而表现出更出色的SEIRA性能。理论计算与实验吻合，进一步揭示了SEIRA增强机制。

　　研究表明，这种长径比连续可调的金纳米棒和纳米钉具有较高的红外光谱选择性和灵敏度，另外由于表面增强红外吸收可以无损害、无标签、快速灵敏地检测目标分子, 因此可以在生物和医药中用来做蛋白质分子的种类鉴定和结构分析，具有广阔的发展前景。