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多重尺度变革性技术的突破,赋予了纳米超材料微观结构的创新和宏观性能的拓展。作为纳米组装材料的基本构筑单元,方寸至臻的新型功能性金属纳米粒子具有可设计的形貌尺寸和独特的光电特性,如表面等离激元共振效应（Surface Plasmon Resonance,SPR）、等离激元耦合与杂化等。此方向的研究进展必将开拓其在微型光电器件、生物医学传感、癌症诊断与光热治疗、痕量生物标志物特异性检测等领域的重大应用前景。贵金属纳米超晶格薄膜由二维规则排列的纳米粒子作为基本构成单元,具有微观有序的阵列结构和宏观独特的光学与机械性能,在柔性光电器件和高灵敏检测装置等领域具有重大应用前景。然而,自组装过程中粒子间的复杂相互作用力易导致多层无序性缺陷,影响了超晶格薄膜的大面积有序构筑和性能的可调控性,从而限制了其应用范围。针对以上关键性科学问题和应用前景,本论文研究各向异性贵金属核壳纳米粒子的可控合成方法及长径比调控,并以其作为基本结构单元,研究柔性配体引导的气液界面自组装方法,实现柔性等离激元二维超晶格薄膜的大面积多层级构筑。通过多尺度构效分析,研究粒子形貌、长径比尺寸、配体修饰、粒子间距等对二维超晶格薄膜性能的调控,构建具有拉曼增强效应的增敏型柔性材料,以此来研发基于二维超晶格薄膜的SERS检测基底,实现对BSA靶标蛋白的超微无标记检测应用。本论文具体内容如下:1、通过传统的种子生长法和双表面活性剂法合成了一系列长径比可调、分散均匀的金纳米棒（AuNRs）。通过对比几种不同方法合成AuNRs的形貌,对几种不同的种子生长法进行了评价。深入探究了表面活性剂、还原剂、生长溶液pH和晶种对AuNRs合成的影响。2、在合成长径比可控的AuNRs基础上,通过表面活性剂置换在AuNRs表面生长一层均匀的银壳层,从而合成了不同银壳层和长径比的金银核壳纳米砖。探究了以不同长径比AuNRs为核合成的金银核壳纳米砖的差异,以及不同AgNO3添加量对金银核壳纳米砖形貌的影响,构建了一系列形貌及长径比可调控的金银核壳纳米砖,作为二维超晶格薄膜的基本构建基元。3、以可控合成的金银核壳纳米砖为基本单元,以硫醇化聚苯乙烯（PS-SH）作为柔性配体修饰金银核壳纳米砖,研究了气液界面自组装形成二维纳米粒子超晶格薄膜的方法。探究了以不同长径比金银核壳纳米砖和AuNRs作为基本单元合成的超晶格薄膜的差异,并用4-氨基苯硫酚（4-ATP）作为小分子探针,研究了该超晶格薄膜的SERS效应,并计算到其SERS增强因子约为1.1×105。4、研究基于二维超晶格薄膜的柔性SERS检测基底,建立了以牛血清白蛋白为检测靶标的无标记SERS高灵敏检测方法,其检测限度约为15 nM,为后续工作中实现特异性蛋白的捕获、富集及高灵敏无创检测提供了应用基础。