华校友研发室温液态金属纳米光学分子传感器，利用其“热点”可实现对极少量目标分子的高灵敏检测

“几个月前，我的办公桌上放了个小塑料瓶，里面有少量液态镓。我时不时观察一下，甚至摇一摇塑料瓶看是否会引起液态镓的变化。过了这么久样品仍处于液态，虽然其温度应该早已在 23°C 的室温附近。所以，基于液态镓的器件并不需要维持在 30°C 以上，在室温甚至更低温度下完全可以工作。而我们的实验均在普通室温环境下进行。”

对于刚发表的新论文，纽约州立大学布法罗分校电气工程系教授刘强提到了一件研究趣事。

同时他表示，自从用液态镓制备器件以来，他才了解到液态镓是一种很有趣的物质。虽然镓的熔点是 30°C，但是液态镓就算温度远远低于熔点，仍可保持液态（类似过冷水）。

利用液态镓的多种良好物理特性，刘强和团队开创了一种基于液态镓的纳米光学分子传感器的新颖器件设计理念。

该器件结构不仅能实现具有超强光场局限的纳米腔（即所谓的“热点”，hot spot），而且具备独特且简便的制备和实验操作过程，这让被检测分子能较高效地进入热点区域，因此实现了对极少量目标分子（如单分子层）的高灵敏度检测。

1 月 6 日，相关论文以《基于液态金属的纳米光子学结构用于高性能 SEIRA 传感》（Liquid-Metal-Based Nanophotonic Structures for High-Performance SEIRA Sensing）为题，发表在 Advanced Materials 上，刘强担任通讯作者。

他表示：“我们研究这类分子传感器的主要目的是想推进生物分子的光学检测技术和相关应用，比如医疗诊断、健康监测等。”

据悉，光学分子传感器不仅能实现高灵敏度和高特异性的分子检测，与基于化学反应的方法等其它类生物分子检测技术相比，具备速度更快的优势。

同时，该分子传感器还有诸多其它潜在应用，比如检测污染物、有毒有害物质、或危险品。

刘强说道：“该工作展示了在纳米光学分子传感器领域，液态金属或具备广阔应用空间，因为利用液态金属不仅可实现优越的器件性能，而且能简化器件制备和分子检测操作流程，因此更加适用于实验室之外的各种应用场景。”

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