另外，人們常常使用能帶理論來解釋表面增強(qiáng)拉曼散射傳感器的工作機(jī)制，但這只考慮了二維材料和待檢測物之間的相互作用，以至于忽視了光-物質(zhì)耦合作用對于表面增強(qiáng)拉曼散射性能的影響。

基于此，在二維材料的量子性質(zhì)的啟發(fā)之下，該團(tuán)隊(duì)嘗試從不同角度出發(fā)，來設(shè)計(jì)二維材料基的無等離激元表面增強(qiáng)拉曼散射傳感器，并希望針對其檢測性能加以優(yōu)化。

（來源：Nature Communications）

重拾被遺忘在角落里的材料

研究中，課題組所使用的硫代亞磷酸錳是較早之前合成的。合成之后，他們將其存放在真空狀態(tài)的石英管里。

啟動本次研究之后，他們通過查閱文獻(xiàn)得知二維硫代亞磷酸錳中的邊緣和缺陷，具有很高的活性和等離激元效應(yīng)。同時，硫代亞磷酸錳也是一種能被用于光催化的材料。

于是，他們想到了這份被遺忘在角落里的材料，并決定將其作為構(gòu)筑無等離激元表面增強(qiáng)拉曼散射基底的材料。

隨后他們把石英管敲碎，通過微機(jī)械剝離法獲得二維狀態(tài)的硫代亞磷酸錳，通過對其進(jìn)行表征和測試，初步明確它能夠適用于表面增強(qiáng)拉曼散射基底的制備。

在提高表面增強(qiáng)拉曼散射的性能時，此前要么是使用調(diào)控二維材料化學(xué)成分的方法，要么是使用其它材料來構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)。但是，對于提高二維硫代亞磷酸錳的性能來說，之前已有學(xué)者使用過這種方法。

那么，二維硫代亞磷酸錳的性能是否還有提升的空間？陳文駿表示，對于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)來說，這是一個由光、待檢測分子、表面增強(qiáng)拉曼散射三者之間相互作用的結(jié)果。

而之前在無等離激元表面增強(qiáng)拉曼散射基底的研究中，人們更加關(guān)注表面增強(qiáng)拉曼散射基底和待檢測分子二者之間的相互作用。

那么，是否可以從光的角度出發(fā)，通過提高光-物質(zhì)作用，來優(yōu)化二維硫代亞磷酸錳的表面增強(qiáng)拉曼散射性能？

這時，受到另一篇前人論文的啟發(fā)，他們了解到通過在二維材料中構(gòu)筑懸空的、具有應(yīng)變梯度的褶皺結(jié)構(gòu)，能夠增強(qiáng)光與物質(zhì)之間的相互作用。

而此前陳文駿在讀博期間，主要研究的便是二維材料的褶皺結(jié)構(gòu)，因此操作起來非常得心應(yīng)手。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明：在二維硫代亞磷酸錳褶皺區(qū)域之中，待檢測分子的拉曼特征峰的強(qiáng)度是平面區(qū)域的數(shù)倍，探測極限也能降低四個數(shù)量級，其性能也略優(yōu)于其它文獻(xiàn)報道的表面增強(qiáng)拉曼散射基底。

（來源：Nature Communications）

“本以為研究進(jìn)行到這里，即將進(jìn)入數(shù)據(jù)整理和論文撰寫的階段，沒想到通過一次討論又讓我們有了新的突破。”陳文駿說。

對于白酒和醬油等日常飲品和日常調(diào)料來說，它們都是通過發(fā)酵方式制備而來的食物。而當(dāng)陳文駿等人和食品工程領(lǐng)域的學(xué)者進(jìn)行討論之后，雙方?jīng)Q定探索表面增強(qiáng)拉曼散射傳感器能否用于檢測上述食物中的有害殘留物。

討論之后，上述合作者給陳文駿提供了一些待檢測物，這些待檢測物中含有組胺和酪胺的化學(xué)物質(zhì)。

針對組胺和酪胺開展實(shí)驗(yàn)時，他們并沒有重新制備表面增強(qiáng)拉曼散射基底，而是使用一個已經(jīng)吸附過低濃度亞甲基藍(lán)分子的表面增強(qiáng)拉曼散射基底（這意味著無法檢測到任何亞甲基藍(lán)分子的拉曼信號），然后再用其吸附高濃度的組胺分子，借此觀察能否檢測到組胺分子的拉曼特征峰。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人非常驚訝：所收集到的拉曼信號完全屬于亞甲基藍(lán)分子，也就是說他們沒有收集到任何組胺分子的信號。

“那么，這個現(xiàn)象是偶然發(fā)生的嗎？亦或是人為操作錯誤導(dǎo)致的嗎？為此，我們又開展了一系列的實(shí)驗(yàn)?！标愇尿E說。