近日，新葡的京集团35222vip表面增强光谱研究课题组以“Plasmonic Nanoarrays as SERS Substrates: Advances, Challenges, and Perspectives”为题在国际权威期刊《Accounts of Chemical Research（化学研究述评）》上发表Perspective综述论文，总结了纳米阵列路线在SERS领域的研究进展、技术优势、未来挑战，并重点介绍了基于阳极氧化铝纳米模板的“可编程纳米阵列技术”。
表面增强拉曼散射（SERS）是一种具有高灵敏、化学识别能力的分子光谱技术。SERS性能依赖于纳米结构对光的调控，因此纳米结构设计是领域的核心问题。长期以来，SERS领域的主流研究主要基于化学合成的纳米颗粒。该体系具有制备灵活、功能丰富、应用广泛等突出优点；然而其容易团聚、表面活性剂不易去除等问题，也会给强调可重复性、界面洁净性和机理可解释性的研究场景中带来干扰变量。
相比化学合成颗粒，纳米阵列SERS基底是一个相对“小众”但特色鲜明的技术路线。该方法基于物理沉积与纳米模板的结合，能够构筑出表面洁净、结构有序、参数可调的纳米阵列，为SERS研究提供了新的视角：
机理研究层面。1)物理沉积的纳米结构更加稳定，可以在强化学刺激条件下开展对照实验；2)表面没有活性剂和配体，能够抑制额外变量的引入（分子共吸附、界面副反应、材料功函数、化学阻尼等）；3)以“A-B-A纳米三聚体”为代表的灵活设计，可以开展过渡金属的表界面原位SERS研究，同时抑制等离激元效应引入的干扰。
分子检测层面。1)选择性Selectivity：纳米阵列可以构造分子陷阱，实现选择性SERS检测；2)稳定性Stability：阵列具有物理函数定义的结构尺寸，保证了样品area-to-area, batch-to-batch, lab-to-lab的可重复性;3)灵敏度Sensitivity：纳米阵列的单元具有一致的偏振取向，可以有效提升SERS的灵敏度。
纳米阵列目前仍面临如下问题：1)阵列结构可能受到位阻效应的影响，限制分子进入热点区域的效率，SERS灵敏度难以充分利用；2)长程有序的结构制备仍然面临挑战，限制了技术的应用拓展。总体而言，研究团队认为纳米阵列在SERS研究领域中虽然并非主流路线、但具有独特优势，是现有研究体系的重要补充，有助于从不同角度推动SERS研究的交叉验证、机制辨析与持续创新。
新葡的京集团35222vip博士研究生姚蕾、陈姝颖为论文的共同第一作者，新葡的京集团35222vip邱腾教授、郝祺教授，合作者浙江大学杨士宽教授为通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金重大研究计划等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6c00046