田中群院士：拉曼光谱研究面临的几个瓶颈问题

　　仪器信息网讯 2014年7月29日，HORIBA拉曼学堂迎来了一位权威讲师——厦门大学田中群院士。

田中群院士

　　田中群结合多年在拉曼光谱研究中的经验，深入浅出的介绍了拉曼领域的一些机理研究及新的应用进展。其中让笔者记忆深刻的就是他在报告中谈到的科学研究中“取长”与“补短”的问题。

　　田中群说，现在很多中国的学者喜欢做“取长”的事情，也就是说喜欢跟在别人身后跑，将别人，特别是国外科研人员开发的新方法直接拿来用，而往往不去研究这些新的方法还存在什么问题，不去想怎么样才能将新方法的“短板”补齐。这是一个非常遗憾的事情，同时也是为什么中国在科研方面很难做出特别好的成果的一个重要的原因。

　　田中群说，科研的过程中可以“取长”，但是有时候“补短”更重要。而田中群所在的课题组就比较喜欢做“补短”的事情。恰恰是这种善于发现问题，并努力解决问题的做事态度和风格使得他们在拉曼光谱领域取得了骄人的成绩。

　　在本次的报告中，田中群就专门指出了拉曼光谱未来发展中的几个瓶颈问题：

　　第一个很大的问题，就是对弱相互作用体系的研究。田中群说，有一些体系相互作用很弱，甚至只有在碰撞接触的时候才有增强的信号。目前，这些低覆盖面积、运动的、弱相互作用体系的研究还是一个很多人不敢碰触的难点。

　　第二、灵敏度也是必须要面对的一个大问题。田中群介绍到，目前进行信号的收集总是要经过一个色散的步骤，然后再到检测器。大家都知道色散阶段会造成灵敏度的损耗，那么未来可不可以不要色散这个步骤，信号直接进入检测器进行检测?田中群说，这或许是未来一个提高灵敏度的方法，值得大家思考。

　　此外，固-固界面的研究、反应中间物的捕获和检测、复杂样品的定量分析、拉曼光谱与多种分析技术的联用、理论与实践的结合等也是拉曼光谱未来发展的一些瓶颈问题。

　　田中群说，其实所有的问题就可以归结到灵敏度上来。但是作为研究人员来说，不能一味的追求高的灵敏度，如果对待测物质来说现有的灵敏度已经足够，再加大激光强度反而会毁掉整个体系。

　　另外，田中群还总结了在拉曼光谱研究中要注意的几个关键问题：要注意研究的是局部问题还是瓶颈问题;要清楚研究的是理想体系还是真实体系;提高信号的同时还要注意降低噪声;在做光检测的时候还要避免光反应的产生;优势方法要与新方法相结合;单一技术和联用技术相结合;实践一定要有理论的支撑等。

　　最后，田中群还特别对从事拉曼光谱研究的年轻的工作者们说，“不要以为拉曼光谱已经被研究的差不多了，其实前辈们在研究的过程中还留下了很多问题需要大家去解决，总体来说拉曼光谱的研究还有很多可以做的事情。”

　　（以上内容来源于田中群院士在HORIBA拉曼学院上的报告《关于拉曼光谱的新应用和发展瓶颈的思考》）

　　田中群与拉曼光谱

　　在中国，说起拉曼的研究，厦门大学首屈一指。在厦门大学，田中群课题组在拉曼光谱的研究中做出了突出的贡献。自1987年英国留学回来，田中群就开始了表面增强拉曼光谱(SERS)的研究。当时，甚至包括SERS领域的开拓者之一—田中群在英国留学的导师、英国皇家学会院士M.Fleischmann教授也曾认为SERS已经“没有前途”了，但田中群还是决定继续从事这项工作。终于，他们获得了多种纯过渡金属体系的SERS谱图，证实了VIII B族过渡金属具有弱SERS效应，并应用于各种电化学体系……正是由于田中群在SERS研究中的突出贡献，2005年当选为中国科学院院士。

　　此后，以田中群为首的厦门大学课题组在拉曼研究方面孜孜不断的追寻，并取得了突出的成绩。

　　拉曼光谱

　　1928年印度物理学家拉曼(Raman)首次在实验中观察到拉曼散射光，因此荣获了1930年的诺贝尔物理学奖。虽然在1928年到1945年之间，拉曼光谱在物质结构的研究中发挥了重要的作用，但由于信号弱等问题，在之后的十几年中几乎止步不前。直到上世纪60年代，激光技术的出现显著增强了拉曼信号，重新为拉曼技术的研究注入了新的活力。

　　1974年，Fleischmann 等人第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到SERS信号，之后掀起了拉曼研究的新热潮。由于SERS克服了传统拉曼光谱与生俱来的信号微弱的缺点,使得拉曼强度增大几个数量级，有很好的应用前景，目前国内很多课题组也将目光聚焦于此。（撰稿：叶建）