拉曼光譜新方法、新技術(shù)及新應(yīng)用（一）：前沿探索 引領(lǐng)未來(lái)
2024年11月30日，第 23 屆全國(guó)分子光譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議和第五屆光譜年會(huì)暨黃本立院士百歲華誕學(xué)術(shù)研討會(huì)在福建省廈門(mén)市召開(kāi)。會(huì)議首日下午的分會(huì)場(chǎng)2：拉曼光譜新方法、新技術(shù)及新應(yīng)用（一）如期舉行，廈門(mén)大學(xué)任斌教授、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所譚平恒研究員、蘇州大學(xué)姚建林教授等14位嘉賓帶來(lái)了精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告。
分會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
廈門(mén)大學(xué) 任斌教授
任斌作題為“不斷突破的電化學(xué)拉曼光譜技術(shù)”的報(bào)告。介紹了如何將電化學(xué)掃描隧道顯微鏡（EC-STM）技術(shù)融入拉曼光譜研究中。他強(qiáng)調(diào)了針尖的制備和優(yōu)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)高分辨率成像的重要性，并探討了AI技術(shù)在噪聲學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。報(bào)告強(qiáng)調(diào)了電化學(xué)拉曼光譜技術(shù)在不同階段的發(fā)展，以及他在單分子SERS、限域增強(qiáng)拉曼應(yīng)用等領(lǐng)域的研究工作。最后，還提到了技術(shù)進(jìn)步的重要性，特別是在提高光譜技術(shù)的空間分辨率和靈敏度方面，為電化學(xué)過(guò)程的研究提供了新的視角和方法。
中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 譚平恒研究員
譚平恒作題為“Resonance Raman spectroscopy of low-dimensional semiconductor structures”的報(bào)告。深入探討了單層TMD中的拉曼散射通路和操縱石墨烯中的拉曼散射路徑，指出通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)控可觀察到獨(dú)特的拉曼現(xiàn)象。報(bào)告強(qiáng)調(diào)了共振與非共振拉曼散射的區(qū)別，以及碳密度在信號(hào)分析中的角色。石墨烯的線性能結(jié)構(gòu)使其展現(xiàn)出多種共振模式，而單層TMD的拉曼信號(hào)隨激發(fā)能量非線性變化。石墨烯摻雜后，拉曼峰位移動(dòng)，且不同激發(fā)光能量下的信號(hào)強(qiáng)度變化揭示了材料性質(zhì)。此外，層狀半導(dǎo)體材料中光學(xué)和聲子腔效應(yīng)的相互作用層也被討論，為理解材料性質(zhì)提供了新視角。
蘇州大學(xué) 姚建林教授
姚建林作題為“粒子-平面碰撞中納米空腔等離激元耦合作用的 SERS 研究”的報(bào)告，深入探討了粒子與平面碰撞過(guò)程中納米空腔等離激元的耦合作用。報(bào)告通過(guò)分析碰撞軌跡和化學(xué)反應(yīng)，展示了粒子間耦合作用導(dǎo)致的增強(qiáng)現(xiàn)象。聚焦于布朗運(yùn)動(dòng)下的粒子動(dòng)態(tài)和碰撞行為，以及這些行為在SPR脫羧反應(yīng)中的應(yīng)用。還介紹了通過(guò)SERS技術(shù)監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)例，強(qiáng)調(diào)了動(dòng)態(tài)碰撞在科學(xué)研究中的重要性，展示了動(dòng)態(tài)碰撞下的科學(xué)火花，為SERS技術(shù)在化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測(cè)和機(jī)理研究中的應(yīng)用提供了新視角。
賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司 張衍亮經(jīng)理
張衍亮作題為“賽默飛拉曼解決方案——從拉曼成像到多模態(tài)分析”的報(bào)告。概述了賽默飛拉曼光譜儀的發(fā)展歷程。自2008年起，賽默飛不斷推動(dòng)拉曼技術(shù)革新，推出了多款拉曼產(chǎn)品，包括DXR3 Flex系列。他強(qiáng)調(diào)了公司在提升光譜儀性能、優(yōu)化軟件界面、實(shí)現(xiàn)多模態(tài)分析方面的努力，以及為化學(xué)成像和材料分析提供的先進(jìn)解決方案，致力于滿足科研和工業(yè)領(lǐng)域的多樣化需求。
中山大學(xué) 陳建研究員
陳建做題為“硒化銦/鈣鈦礦范德華異質(zhì)結(jié)界面光電耦合研究”的報(bào)告。探討了二維硒化銦/鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)的界面光電耦合機(jī)制。他介紹了通過(guò)手工組裝二維材料來(lái)研究其光電特性，重點(diǎn)關(guān)注了硒化銦/鈣鈦礦界面電荷轉(zhuǎn)移和耦合效應(yīng)。報(bào)告還涉及了變溫?zé)晒夤庾V和理論計(jì)算，揭示了界面缺陷對(duì)光電性能的影響，并探索了提高穩(wěn)定性和調(diào)控光電特性的方法，為理解二維材料在光電應(yīng)用中的潛力提供了新見(jiàn)解。
吉林大學(xué) 宋薇教授
宋薇作題為“SERS-模擬酶體系分析與檢測(cè)”的報(bào)告，闡述了SERS技術(shù)在模擬酶體系中的應(yīng)用，包括通過(guò)調(diào)控材料性質(zhì)來(lái)增強(qiáng)或抑制模擬酶催化，檢測(cè)環(huán)境石油污染物，以及生物樣本中的氧化應(yīng)激過(guò)程。她探討了SERS模擬酶調(diào)控檢測(cè)機(jī)制，及其在環(huán)境、食品檢測(cè)和醫(yī)學(xué)診斷治療中的應(yīng)用，提出構(gòu)建專(zhuān)一性識(shí)別模擬酶體系用于SERS檢測(cè)，并展望了SERS-模擬酶技術(shù)在診療一體化研究中的潛力。
雷尼紹（上海）貿(mào)易有限公司 于鷹暢工程師
于鷹暢作題為“雷尼紹拉曼光譜技術(shù)最新進(jìn)展及應(yīng)用”的報(bào)告，詳細(xì)介紹了雷尼紹公司近兩年在拉曼光譜技術(shù)方面的創(chuàng)新，包括拉曼成像技術(shù)、拉曼-SEM聯(lián)用技術(shù)，以及軟件功能的提升如Correlate功能和inVia解決方案。他還闡述了這些技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、OEMs和過(guò)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用案例，展示了雷尼紹拉曼光譜技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和卓越性能。
上海交通大學(xué) 葉堅(jiān)教授
葉堅(jiān)作題為“表面增強(qiáng)拉曼光譜：一種代謝組學(xué)研究的潛在工具”的報(bào)告，詳細(xì)介紹了SERS技術(shù)在代謝組學(xué)研究中的應(yīng)用，特別是在單一代謝物定量和多個(gè)代謝物表型檢測(cè)中的顯著優(yōu)勢(shì)。報(bào)告提及了數(shù)字膠體增強(qiáng)拉曼光譜(dCERS)的研究進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)其定量重復(fù)性的精準(zhǔn)可控性。葉堅(jiān)指出，SERS技術(shù)能夠在極低濃度下進(jìn)行精確檢測(cè)，適合分析復(fù)雜環(huán)境樣本，并可通過(guò)與AI結(jié)合提升檢測(cè)效率。此外，報(bào)告還探討了SERS在臨床診斷，尤其是前列腺癌檢測(cè)中的應(yīng)用前景，認(rèn)為其在樣本處理和成本控制方面具有優(yōu)勢(shì)，為代謝組學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的研究工具。
西安交通大學(xué) 方吉祥教授
方吉祥作題為“拉曼光譜超快成像檢測(cè)與識(shí)別裝備研制及應(yīng)用”的報(bào)告。詳細(xì)介紹了團(tuán)隊(duì)在拉曼光譜技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。報(bào)告涵蓋了拉曼儀器的發(fā)展、基本理論、增強(qiáng)探針以及樣品前處理方法。重點(diǎn)闡述了團(tuán)隊(duì)在納米材料和納米技術(shù)領(lǐng)域的成果，特別是在基于納米間隙的SERS技術(shù)上的創(chuàng)新。報(bào)告還展示了疫情期間發(fā)現(xiàn)的梯度分層界面模型在單分子SERS信號(hào)穩(wěn)定化中的應(yīng)用。此外，方吉祥介紹了拉曼光譜在組織成像上的研究進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)了拉曼光譜在成分識(shí)別上的優(yōu)勢(shì)及其在未來(lái)精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的潛力。
HORIBA中國(guó) 胡恩萍經(jīng)理
胡恩萍作題為“HORIBA 拉曼光譜新技術(shù)/新應(yīng)用”的報(bào)告，介紹了HORIBA公司的先進(jìn)拉曼技術(shù)。報(bào)告重點(diǎn)推介了HORIBA FLIM 熒光壽命成像平臺(tái)，該平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)提供高分辨率的熒光壽命動(dòng)態(tài)圖像。她展示了從顯微拉曼到納米拉曼，以及從模塊化拉曼到在線檢測(cè)的全方位拉曼解決方案，包括SignatureSPM、高通量拉曼篩選平臺(tái)（BPR）和過(guò)程監(jiān)測(cè)拉曼等。分享了拉曼技術(shù)的多項(xiàng)新功能，如光致發(fā)光、反射譜、冷臺(tái)等，以及SmartSamling人工智能成像技術(shù)、相干拉曼散射顯微成像系統(tǒng)（SRS）和二次諧波（SHG）成像等，這些新技術(shù)將極大推動(dòng)細(xì)胞研究和超薄二維非線性光學(xué)器件的發(fā)展。最后，介紹了拉曼技術(shù)與AFM等聯(lián)用技術(shù)。
華中師范大學(xué) 高婷娟教授
高婷娟作題為“偶氮增強(qiáng)拉曼散射在生物醫(yī)藥與環(huán)境化學(xué)中的測(cè)量應(yīng)用”的報(bào)告，介紹了在細(xì)胞多色成像和環(huán)境化學(xué)界面反應(yīng)研究中取得的兩大研究進(jìn)展。首先，通過(guò)發(fā)展分子內(nèi)增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞動(dòng)態(tài)偶氮增強(qiáng)拉曼散射（DAERI），并拓展了偶氮增強(qiáng)拉曼轉(zhuǎn)子——活細(xì)胞粘度DAERI的研究。其次，在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域，利用原位光譜電化學(xué)表征技術(shù)，探究了納米零價(jià)鐵深度除磷的界面反應(yīng)歷程，揭示了質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)理，并探索了界面酸度探針的性質(zhì)，為提升除磷性能提供了科學(xué)依據(jù)。這些研究展示了偶氮增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)在生物醫(yī)藥和環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用潛力。
北京大學(xué) 童廉明副研
童廉明作題為“扭轉(zhuǎn)石墨烯的拉曼光譜研究”的報(bào)告。基于圓偏振拉曼光譜，發(fā)展了螺旋度分辨拉曼光譜表征技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電聲耦合的半定量表征，分別在高頻區(qū)域（~1600cm-1）和低頻區(qū)域（~49 cm-1）發(fā)現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)石墨烯新的拉曼散射模式。還提出了扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯的跨層電聲耦合，首次觀察到扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯的手性傳遞。
西安交通大學(xué) 尤紅軍副教授
尤紅軍作題為“單分子 SERS 新機(jī)制及限域增強(qiáng)拉曼應(yīng)用研究”的報(bào)告，回顧了SERS及SM-SERS技術(shù)的發(fā)展瓶頸，指出SM-SERS的優(yōu)勢(shì)尚未完全發(fā)揮。詳細(xì)分析了單分子SERS的本質(zhì)，從梯度分層界面模型探討了其物理本質(zhì)及學(xué)術(shù)意義，有望刷新增強(qiáng)拉曼光譜50多年來(lái)的理論認(rèn)知。此外，報(bào)告還討論了分子SERS檢測(cè)中形貌、結(jié)構(gòu)及組分轉(zhuǎn)變過(guò)程，以及AgNPs與NaCl的物理化學(xué)作用對(duì)單分子SERS性能的影響。報(bào)告最后介紹了限域增強(qiáng)拉曼的應(yīng)用，包括核酸序列免標(biāo)記診斷和基于CERS的床邊精準(zhǔn)用藥（POCT）定量化檢測(cè)。
中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所 程國(guó)峰研究員
程國(guó)峰作題為“高溫水氧原位拉曼裝置搭建與應(yīng)用”的報(bào)告，闡述了搭建該裝置的必要性，旨在研究碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基復(fù)合材料（SiCf/SiC）在高溫水氧環(huán)境下的失效機(jī)制。報(bào)告詳細(xì)介紹了高溫水氧原位拉曼裝置的搭建方案，包括溫度和水含量的控制等。應(yīng)用方面，程國(guó)峰團(tuán)隊(duì)利用該裝置研究了SiCf/SiC殘余應(yīng)力的演化機(jī)制，得出結(jié)論：基體和纖維中殘余應(yīng)力變化率隨時(shí)間先增大后減小，與方石英結(jié)晶相關(guān)，殘余應(yīng)力變化率隨著溫度的升高而降低，與氧化層粘度降低導(dǎo)致Si(0H)4、CO、H2的高揮發(fā)相關(guān)。
