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水體重金屬污染嚴(yán)重危害人類身體健康，因此水中重金屬元素檢測(cè)意義重大。表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy，SENLIBS)作為一種水體中元素檢測(cè)技術(shù)，具有快速、高探測(cè)靈敏度等優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。現(xiàn)有研究?jī)H對(duì)不同襯底的增強(qiáng)效果有進(jìn)行報(bào)道，然而襯底的物理性能對(duì)于探測(cè)靈敏度的影響尚未見(jiàn)有報(bào)道。
　　(a) 表面液固轉(zhuǎn)換 (b) Cr元素光譜圖 (c) Cr元素檢出限與沸點(diǎn)之間相關(guān)性
　　為了研究SELIBS技術(shù)中襯底物理性能對(duì)于探測(cè)靈敏度的影響，武漢光電國(guó)家研究中心激光制造技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)LIBS研究小組郭連波副教授及其博士生馬世祥等人采用Zn、Mg、Ni和Si四種襯底，以水體中Cr和Pb兩種重金屬為例，建立了襯底沸點(diǎn)與探測(cè)靈敏度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)襯底沸點(diǎn)越低，光譜強(qiáng)度越強(qiáng)，探測(cè)靈敏度越好。主要是因?yàn)橐r底沸點(diǎn)越低，燒蝕閾值越小，基板燒蝕量越大，導(dǎo)致等離子體溫度和電子密度越高，終光譜強(qiáng)度增強(qiáng)，從而提高了LIBS的探測(cè)靈敏度。同時(shí)在佳襯底鋅上Cr和Pb的檢測(cè)極限分別達(dá)到了1ppb和4ppb，達(dá)到了國(guó)家飲用水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
　　2019年5月13日，該成果以“Determination of trace heavy metal elements in aqueous solution using surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy(使用表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)水中痕量重金屬元素檢測(cè))”為題發(fā)表在美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)旗下期刊Optics Express(Vol.7,No.0)上，該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(61575073)的資助。