近日，我校永利总站ylzz55蓝雷雷老师在表面增强拉曼光谱研究领域取得重要进展，研究成果“Flexible Two-Dimensional Vanadium Carbide MXene-Based Membranes with Ultra-Rapid Molecular Enrichment for Surface-Enhanced Raman Scattering”在界面科学领域权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces（中科院一区，Top期刊，IF=10.383）上发表。安徽理工大学为论文的第一完成单位，蓝雷雷为论文第一作者。
表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering，SERS）作为一种具有高灵敏度、分子指纹识别和快速无损测量的表面光谱分析技术，在生命科学、物理、化学、材料学、地质学、考古和艺术品鉴定等领域应用广泛。近年来，一些过渡金属碳/氮化物（MXenes）表现出相当强的SERS活性，为SERS活性材料发展开辟了新的前景。MXenes材料具有成本低、表面改性灵活、光电性能优良等优点，但其瓶颈在于灵敏度不足，无法满足实际应用需求。将MXenes材料的灵敏度推向更高水平仍然具有挑战性。
图1 柔性二维碳化钒MXene基滤膜的SERS增强效果示意图
图2 柔性二维碳化钒MXene基滤膜的SERS性能和增强机制
该工作创造性的提出了一种新的策略，通过结合二维裁剪和分子富集来设计高灵敏度的柔性MXene基SERS衬底，成功制备了两种类型的二维碳化钒（V4C3和V2C）MXenes材料，并证明其可作为性能优异的SERS平台，其中V4C3作为SERS活性材料为首次报道。研究发现，与块状MXenes相比，二维裁剪赋予碳化钒MXenes费米能级附近更为丰富的态密度，促进了光致诱导电荷转移，增加了多达2个数量级的SERS灵敏度。进一步，采用了一种基于真空辅助抽滤的分子富集方法来获得超灵敏的SERS检测。该方法可实现的超快速分子富集（2 min内）、超高分子截留率（95%以上）和更低的检测限（5 × 10-9M）。该工作为探索新型MXene基SERS材料提供了重要指导，并为设计高性能的SERS平台提供了一种前沿策略。DOI: 10.1021/acsami.2c10800
研究工作得到了国家自然科学基金（11874108）、中央高校基本科研基金（2242021R41069和2242022k30008）、中国博士后科学基金（2021M700773）、江苏省博士后科研资助计划项目基金（2021K509C）和安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金的资助。
