導(dǎo)讀

近日，由蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021級化學(xué)基地班龍曦翱、2023級化學(xué)萃英班鄧雅瑜（共同第一作者）、2024級化學(xué)基地班劉毓和2022級化學(xué)班郭子靖四位本科生完成的研究成果“In Situ Construction of Flexible Particle-in-Cavity Structured Film for Recyclable SERS Detection of Trace Multimicroplastics”發(fā)表于國際知名期刊《Analytical Chemistry》，蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院葉為春副教授為主要指導(dǎo)老師和通訊作者。

微塑料污染是全球重要環(huán)境問題，微塑料被世界經(jīng)濟(jì)論壇《2024年全球風(fēng)險報告》列為十大危害物之一。如何實現(xiàn)多種微塑料的高靈敏同時檢測及基底材料的循環(huán)可逆檢測是分析檢測領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)。表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）技術(shù)具有高靈敏度和分子特異性，但傳統(tǒng)固體基底多用于微塑料單組分檢測，難以實現(xiàn)多組分同時檢測以及循環(huán)可逆檢測。且環(huán)境水體中微塑料含量低、種類多、結(jié)構(gòu)相似，富集后易產(chǎn)生記憶效應(yīng)，這又為微塑料的檢測帶來巨大困難。

該本科生團(tuán)隊針對這一難題進(jìn)行了持續(xù)、系統(tǒng)的研究，創(chuàng)新性地采用原位綠色合成“粒子-腔”（PIC）結(jié)構(gòu)柔性膜材料，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中多種微量微塑料的同時檢測及循環(huán)可逆檢測。合成的PIC結(jié)構(gòu)材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、均一性和抗超聲能力，連續(xù)強(qiáng)超聲2小時信號強(qiáng)度不變，而傳統(tǒng)方法僅15分鐘信號即大幅衰減。此外，該P(yáng)IC結(jié)構(gòu)集成了表面熱點與體熱點雙重增強(qiáng)效應(yīng)，對聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯三種微塑料的檢出限達(dá)0.1 μg/mL，并成功應(yīng)用于自來水、海水中的定量檢測。其親水/疏水納米界面實現(xiàn)了循環(huán)可逆檢測，突破了記憶效應(yīng)瓶頸。他們應(yīng)用12種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對自來水中三種微塑料的識別準(zhǔn)確率均接近100%，并結(jié)合拉曼成像技術(shù)實現(xiàn)了混合微塑料的可視化識別，為環(huán)境微塑料的高靈敏高效檢測提供了新方案。

該成果是蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院長期深耕本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的又一案例。學(xué)院堅持將本科生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿全周期的培養(yǎng)理念，通過學(xué)術(shù)講座、創(chuàng)新項目、學(xué)科競賽等多元路徑，有效激發(fā)了本科生的科研興趣與創(chuàng)新潛能，形成了良好的科研氛圍。構(gòu)建了完善的“基本技能訓(xùn)練－科研創(chuàng)新訓(xùn)練－就業(yè)創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”多層次實訓(xùn)平臺。近年來，本科生在學(xué)科競賽、科學(xué)研究等方面取得了一系列突出成果，彰顯了化學(xué)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的顯著成效。

來源：蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院