在前期已取得一系列纳米计量/测量用纳米标准物质/标准样品的基础上,发展具有特定功能特性的纳米标准物质/标准样品是国际上纳米标准物质发展的趋势。半导体量子点因其尺度依赖的发光特性在荧光标记方面有重要的应用前景。贵金属纳米结构因其尺度和形状控制的表面等离激元共振特征具有一系列新颖的光学性质,如增强的散射和吸收、表面增强的拉曼散射、双光子荧光等,也成为一类很有潜力的光学探针。各种氧化物纳米结构则在富集、分离、担载等方面发挥着重要作用。这些具有特定功能特性的纳米标准样品的形成将会推动和规范纳米材料在相关领域的应用。
本实验室在贵金属纳米结构的设计、可控制备和光学/催化性质有长期的研究工作。金纳米棒因其近红外吸收特征,可望在生物医学领域具有潜在的应用前景。该课题组与从事生物医学研究的老师开展合作研究,探索了金纳米棒在光学成像、药物载体、光控释药、疾病诊断与治疗方面的应用,在相关领域发表了系列SCI研究论文。此外,在国际上率先开展了金纳米棒标准物质/样品的研制和相关国家标准的制订,目前已发布实施一项国家标准(金纳米棒表征 第1部分 紫外/可见/近红外吸收光谱方法,GB/T 24369.1-2009);其他相关的表征标准正在制定和立项当中。为配合上述标准的有效实施和制定,用于验证方法的金纳米棒标准样品/物质必不可少,目前该课题组已发布三项国家标准样品,七个国家二级标准物质,另立项2项标准样品。
半导体纳米晶体(量子点,QDs)是一类具有量子尺寸效应的典型纳米材料,表现出与粒子尺寸密切相关的独特光学特性,与传统有机染料分子荧光探针相比,量子点具有激发光谱宽而发射光谱窄、发射波长可精确调谐、发光强度高、光化学稳定性更好等优异的光谱特性。量子点在线性与非线性光学、光电转换、生物标记、医药及功能材料等领域具有广泛的应用。目前国内外已有十余家公司研发和销售量子点技术产品,仅量子点粒子和试剂盒年销售额已超过100万美元。但由于量子点是具有明显基体效应的材料,而市售量子点商品,由于不同公司之间,甚至相同公司但不同批次之间的量子点的物理化学性质缺乏可靠对比,从而造成使用者对数据进行定量分析时非常困难。针对应用最为广泛的硒化镉、硒化镉/硫化锌半导体量子点开展了标准化工作。量子点标准物质/标准样品的研制,可以实现对量子点样品检测表征的不同测试仪器、技术、方法等的国际测量结果间的比对。2010年,配合国家标准实施的国家标准样品 “吸收峰位于黄绿区的硒化镉纳米晶体标准样品”获国家标准化管理委员会批准。2013年,“硒化镉量子点光谱特性标准物质”和 “硒化镉/硫化锌量子点光谱特性标准物质”国家二级标准物质获国家质量监督局批准。