近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所微納技術與器件研究室李越課題組，中國科學技術大學教授鄧兆祥、李良彬，與濟南大學教授李村成合作，在金納米球二聚體的組裝及其等離激元耦合動力學調控的比色傳感新方法方面取得進展。相關成果發表在AdvancedFunctionalMaterials上。

基于Au二聚體/殼聚糖水凝膠的比色傳感器件

比色傳感是利用傳感單元光學性質(吸收或發射)的改變作為輸出信號，以實現對待分析物的可視化檢測，具有攜帶方便、操作簡單、現場實時監測等特點，深受人們的關注。近些年，諸多基于貴金屬納米顆粒的比色傳感器件被相繼報道，并廣泛用于對重金屬離子、食品添加劑、有毒試劑等的可視化探測，因而比色傳感器的研究已引起人們的極大興趣。基于貴金屬納米顆粒的比色傳感的工作原理是：利用由目標分析物所觸發的貴金屬納米顆粒的分散與聚合現象所引起的顏色變化作為輸出信號，從而實現分析物的可視化檢測。然而，這種貴金屬納米顆粒分散(或解組裝)與聚合(或組裝)現象，具有隨機不可控性，導致傳感信號的敏感度低等問題。另外，其核心單元(貴金屬納米顆粒)存在易受外界干擾產生團聚現象，且不易存儲，致使其穩定性差。因此，開發具有靈敏度高、穩定性強、且動態學調控范圍寬的比色傳感器件仍是挑戰。

針對這一問題，科研人員在前期成功獲得尺寸均一單分散Au納米球的基礎上，采用銀離子誘導自組裝與電泳分離技術，獲得大批量、高質量的Au納米球二聚體，提出將Au二聚體與智能水凝膠相復合的新思路，利用Au二聚體的光學高敏感性和可調諧的間隙依賴特性，開發了一種新型的基于Au二聚體的高敏感、高穩定性且動態可調靈敏度范圍的比色傳感器件。該傳感器巧妙利用了水凝膠在受外界物質的刺激引起體積迅速膨脹或收縮的特點，成功實現了對Au納米球二聚體中光學性質的動力學精確調控，進而實現高敏感的比色傳感器件的構筑；此外，將Au二聚體嵌入在水凝膠薄膜中，可有效克服其自發團聚與沉降等不足，具有很好的穩定性。進一步，該團隊合理利用水凝膠的膨脹程度反比于其交聯度的敏感特性，拓寬該器件靈敏度的動態可調諧范圍，實現了針對不同濃度范圍內目標分析物的敏感探測。該工作為Au納米球二聚體等離激元耦合光學性質的動力學精確調控研究提供了新途徑，并為超高敏感、高穩定性的傳感器件的構筑等方面提供了新思路。

研究工作得到了國家重點研發計劃，國家自然科學基金，安徽省自然科學基金等的資助。