在一个地表大部分被水覆盖的星球上，数亿人无法获得干净的饮用水，这是一个残酷的悖论。至于饮用水和天然水源的污染，罪魁祸首之一是砷，这是地壳中含量丰富且有毒的元素。砷目前被认为是 100 多个国家地下水污染的原因——并且会导致危及生命的疾病，尤其是对发展中国家的人口而言。这种情况需要对水、食物和土壤进行有效和可靠的砷检测方法。
在AIP Publishing的应用物理学杂志中，一组法国科学家制造了敏感的纳米结构银表面来检测砷，即使浓度非常低。
这些传感器利用表面增强拉曼光谱 (SERS)。当含有砷的分子附着在表面时，它也会被激光击中。砷化合物会散射激光，形成可识别的标记，表明其存在。
“砷以不同的形式存在于水中，因此除了全球含量之外，能够量化砷的种类也很重要，”作者多米尼克·瓦格纳 (Dominique Vouagner) 说。“通过使用 SERS，我们甚至可以检测和分析最低浓度的污染物。这包括砷，根据世界卫生组织的建议，砷的含量不应超过 10 ppb。”
该团队比较了两种 SERS 基板的检测和形态分析性能。一种是通过传统的热蒸发制备的，材料被加热直到蒸发。另一种是通过化学镀工艺创建的，在该工艺中，通过将材料浸入液体中并引发化学反应，将涂层沉积在材料上。根据 Vouagner 的说法，后者被发现更加敏感，并且生产起来相对容易和安全。
“我们开发这种 SERS 基底的技术使其制造变得简单，因为化学镀膜可以很容易地沉积在各种基底上，”她说。“此外，起始化合物具有低环境毒性，这有利于天然水和饮用水的检测测量。”
该技术不同于现有的痕量砷形态分析参考方法，后者既费时又昂贵。传统方法还需要在实验室中对样品进行预处理，因此它们不适合现场现场分析。
此外，新方法采用了固体基板，可以进行光学询问。
“因为它们‘噪音’较小，所以光学检测系统比电子系统灵敏得多，”作者 Bernard Dussardier 说。“与此同时，它们对寄生电磁场不太敏感。 此外，SERS 技术允许直接测量物理化学特性，而电子系统和其他一些光学系统是间接的。”
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