近日，化学工程杂志（Chemical Engineering Journal）接收了课题组关于自清洁异质SERS基底的研究工作。论文题为"Gold nanoparticles decorated hydrogen-bonded organic frameworks (HOFs) as self-cleaning SERS substrates"（金纳米粒子修饰氢键有机框架(HOFs)作为自清洁SERS衬底）。课题组博士研究生赵百川为论文第一作者，沈爱国、谢微、何治柯教授为论文通讯作者。
抗生素的大规模滥用正在造成全球性的环境健康危机，SERS技术因其超灵敏的指纹识别能力，成为缓解这一危机的可选方案。然而，由于抗生素与以铸币金属为代表的传统SERS基底亲和力较差，面向抗生素的SERS检测方案通常需要引入功能材料以促进与基底更好地相互作用。同时，具有独特光化学特性的半导体材料也常被引入，以实现对基底的重复回收利用。多种功能材料、半导体材料和贵金属材料的叠加使得现有抗生素自清洁SERS检测方案复杂且低效，阻碍了其实际应用。
本文通过在氢键有机框架（hydrogen-bonded organic frameworks, HOFs）纳米棒上原位沉积金纳米粒子（Au NPs），开发了一种可回收的自清洁SERS异质基底。该异质基底具有优异的痕量SERS检测性能，对R6G的检测限低达10−14 M，这主要归功于HOFs良好的分子富集能力和Au NPs强烈的LSPR效应。金纳米粒子沉积所激活的热电子转移通道极大地抑制了热载流子重组，从而诱导了异质基底的自清洁能力，其可在20次复用后仍保持基本不变的SERS增强能力。值得注意的是，Au NPs修饰的HOFs完成了环丙沙星（CIP）等多种抗生素的痕量SERS检测（10−10 M），同时具有良好的自清洁和可重复使用能力。本工作首次将HOFs材料引入自清洁SERS领域，为抗生素的可复用地痕量监测和绿色去除提供了一种新的材料构建策略，在生态环境风险防范方面具有可观的应用潜力。(DOI: 10.1016/j.cej.2024.154454)
