近日，由蘭州大學2021級化學基地班龍曦翱、2023級化學萃英班鄧雅瑜（共同第一作者）、2024級化學基地班劉毓和2022級化學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」發表於國際期刊《Analytical Chemistry》，化學化工學院葉為春副教授為主要指導老師和通訊作者。
微塑料污染是全球重要環境問題，微塑料被世界經濟論壇《2024年全球風險報告》列為十大危害物之一。如何實現多種微塑料的高靈敏同時檢測及基底材料的循環可逆檢測是分析檢測領域面臨的重要挑戰。表面增強拉曼光譜（SERS）技術具有高靈敏度和分子特異性，但傳統固體基底多用於微塑料單組分檢測，難以實現多組分同時檢測以及循環可逆檢測。且環境水體中微塑料含量低、種類多、結構相似，富集後易產生記憶效應，這又為微塑料的檢測帶來巨大困難。
該本科生團隊針對這一難題進行了持續、系統的研究，創新性地採用原位綠色合成「粒子-腔」（PIC）結構柔性膜材料，並結合機器學習演算法，實現了環境水樣中多種微量微塑料的同時檢測及循環可逆檢測。合成的PIC結構材料具有優異的穩定性、均一性和抗超聲能力，連續強超聲2小時信號強度不變，而傳統方法僅15分鐘信號即大幅衰減。此外，該PIC結構集成了表面熱點與體熱點雙重增強效應，對聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯三種微塑料的檢出限達0.1 μg/mL，並成功應用於自來水、海水中的定量檢測。其親水/疏水納米界面實現了循環可逆檢測，突破了記憶效應瓶頸。他們應用12種機器學習演算法，對自來水中三種微塑料的識別準確率均接近100%，並結合拉曼成像技術實現了混合微塑料的可視化識別，為環境微塑料的高靈敏高效檢測提供了新方案。
該成果是蘭州大學化學化工學院長期深耕本科生創新能力培養的又一案例。學院堅持將本科生實踐創新能力培養貫穿全周期的培養理念，通過學術講座、創新項目、學科競賽等多元路徑，有效激發了本科生的科研興趣與創新潛能，形成了良好的科研氛圍。構建了完善的「基本技能訓練－科研創新訓練－就業創業訓練」多層次實訓平台。近年來，本科生在學科競賽、科學研究等方面取得了一系列突出成果，彰顯了蘭大化學拔尖創新人才培養的顯著成效。
編輯：魏欣茹
責任編輯：彭倩
