美国布法罗大学的研究人员报告了一种化学传感芯片的新进展，这种芯片可以使手持式设备检测到微量化学物质，包括非法药物、污染物等，其速度就像酒精测试器识别酒精一样快。

       研究报告指出，这种芯片还可能用于食品安全监测、防伪和其他分析微量化学物质的领域。该研究的主要作者——美国布法罗大学工程和应用科学学院电子工程Qiaoqiang Gan教授称:“在许多领域，尤其是药物滥用领域，都非常需要便携式和成本效益高的化学传感器。”

Qiaoqiang Gan教授

       该研究涉及到制造一种在金和银纳米颗粒边缘捕捉光的芯片。当生物或化学分子落在芯片表面时，一些被捕获的光与分子相互作用并“散射”到新能量的光中。这种效应发生在可识别的模式中，作为化学或生物分子的指纹，能够揭示环境中存在哪些化合物信息。

       因为所有的化学物质都有独特的光散射特征，这项技术最终可以被集成到手持设备中，用于检测血液、呼吸、尿液和其他生物样本中的药物。它还可以与其他设备结合，以识别空气中或水中以及其他表面的化学物质。这种传感方法被称为表面增强拉曼光谱(SERS)。

      虽然有效，但研究小组之前创造的芯片在设计上并不统一。由于金和银的间距不均匀，这可能会使分散的分子难以识别，特别是当它们出现在芯片的不同位置时。所以实验室研究团队一直在努力弥补这一缺陷。

       该团队在制作过程中使用了四种不同长度的分子(BZT、4-MBA、BPT和TPT)来控制金和银纳米粒子之间空隙的大小。最新的制造工艺是基于两种技术：原子层沉积和自组装单层膜，而不是电子束光刻技术，电子束光刻是SERS芯片更常见和更昂贵的方法。实验结果研究出一种具有空前均匀性的SERS芯片，而且生产成本相对低廉。更重要的是，它接近量子极限传感能力，这对传统的SERS芯片是一个挑战。

       “我们认为，除了手持药物检测设备，这种芯片还有很多用途。例如它可以用来评估空气、水污染或食品安全。它可能在安全和国防领域有用，在医疗保健领域也有巨大的潜力”，Gan教授实验室的博士后研究员、文章第一作者Nan Zhang称。