专利名称：拉曼检测系统及利用该拉曼检测系统检测爆炸物的方法
技术领域：
本发明涉及一种拉曼检测技术，尤其涉及一种用于检测爆炸物的拉曼检测系统 及利用该拉曼系统检测爆炸物的方法。
背景技术：
在世界范围内，恐怖爆炸事件呈逐年上升趋势，且大多发生在人口密集的地 方，如超市、机场、火车站或广场，严重威胁着人们生命财产安全，近年来，仅恐怖爆 炸一项就占全球恐怖活动的一半以上。同时，随着爆炸物应用范围的拓广、爆炸物新品 种的出现以及对爆炸物隐藏手段的进步，存在于现场环境中的爆炸物一般难以定位或不 方便取样，如该爆炸物藏匿于隐蔽处、安置在高处或不方便拆卸的位置。因此，传统的 爆炸物检测技术越来越受到挑战。研究快速响应、高准确性和高灵敏度的检测系统，尤 其是能够在现场环境中检测可能存在的爆炸物的检测系统对提高安全防范能力具有至关 重要的意义。
拉曼检测系统是20世纪末发展起来的一种痕量检测系统，其利用拉曼光谱获取 分子或官能团振动模式的信息。拉曼光谱称之为分子的“指纹光谱”，其可提供分子的 详细结构信息，如化学键的类型、强度、角度、构像变化等。因此该拉曼检测系统检测 结果较准确，被用来检测各种生化物质，具有广泛的应用前景。且该拉曼检测系统具有 快速响应、高选择性、高灵敏度等特征。所述拉曼检测系统一般包括一发射模块、一具 高敏感性或高增强因子的拉曼散射基底及一接收模块。所述发射模块用于向所述拉曼散 射基底发射一光束。所述拉曼散射基底用于承载一样品，并将所述发射模块发射过来的 光束进行散射。所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的拉曼散射光，并形成 一拉曼光谱特征图给予显示。
在现场环境中，爆炸物样品主要以三种方式存在，包括气态样品(如样品蒸 气)、固态样品(如样品粉末、吸附有样品的固体颗粒等)及液态样品(如内溶样品成分 的液滴、熔融态样品等)。在现有技术中，所述拉曼检测系统大多只能检测与其拉曼拉 曼散射基底直接接触的液态样品或固态样品。在需要检测多个待测物中可能存在的样品 时，需要从每一待测物中取样进行检测，如将呈液态的待测物直接滴在所述拉曼散射基 底表面进行检测，将呈固态的待测物配置成溶液或制备成粉末状滴在或分散在所述拉曼 散射基底表面进行检测。在需要检测现场环境中可能存在的爆炸物时，由于待测物或疑 似爆炸物的数量庞大，在检测时需对每一个待测物都进行取样，取样数目过大，取样过 程比较繁琐。
为将所述拉曼检测系统应用于现场环境中的爆炸物检测，Chaney.Raymond.John 等人于1995年8月20日申请，于1996年2月四日公开的第WO 96/06346号世界公开 专利申请揭示了一种拉曼检测系统，并利用该拉曼检测系统检测现场环境中可能存在的 爆炸物。该拉曼检测系统采用一登机卡作为拉曼散射基底。乘客如有接触爆炸物，其在 登机前更换该登机卡时将会在该登机卡留下爆炸物痕迹，即残留在手指的爆炸物将散落4在该登机卡表面或者随汗渍附着在该登机卡表面，从而完成对爆炸物的取样。通过检测 所述登记卡即可大致确定携带有爆炸物的乘客。该拉曼检测系统在一定程度上减小了待 测物的数量，待测物的数量与乘客数量相等；也相对简化了取样工作，乘客在拿到登机 卡时能够自动完成取样。
然而，在检测现场环境中的可能存在的爆炸物时，所述第WO 96/06346号公开 专利申请所揭示的拉曼检测系统依然具有一定的局限性。该拉曼检测系统对所有乘客进 行取样，工作量大且还有可能延误时间，携带爆炸物的乘客数量极少，但却要对每一乘 客进行检测，检测周期太长，从而导致检测效率低下，尤其是在人口密集及人口流动大 的场合。且该拉曼检测系统也仅能检测到乘客最近有接触其携带的爆炸物的情形，而 难以检测到未接触爆炸物的乘客携带爆炸物的情形，更难以检测到藏在隐蔽位置的爆炸 物，即该拉曼检测系统的精度较差。综上所述，所述拉曼检测系统虽然对单一待测物具 有快速响应、高选择性、高灵敏度等优点。但在检测现场环境中可能存在的爆炸物时， 该拉曼检测系统的检测精度及检测效率有待进一步提高。发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种检测精度及检测效率较高的拉曼检测系统及利用 该拉曼检测系统检测爆炸物的方法。
一种拉曼检测系统，其包括一发射模块、一拉曼散射基底及一接收模块。所述 发射模块用于向所述拉曼散射基底发射一光束。所述拉曼散射基底用于将所述发射模块 发射过来的光束进行散射。所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的散射光， 形成一拉曼光谱特征图。所述拉曼散射基底包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合 膜包括多个碳纳米管及设置在碳纳米管表面的金属颗粒。所述多个碳纳米管相互大致平 行且大致平行于所述碳纳米管复合膜表面。
一种拉曼检测系统，其包括一发射模块、一拉曼散射基底及一接收模块。所述 发射模块用于向所述拉曼散射基底发射一光束。所述拉曼散射基底用于将所述发射模块 发射过来的光束进行散射。所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的散射光， 形成一拉曼光谱特征图。所述拉曼散射基底包括由至少两层碳纳米管膜层叠形成的层状 结构及设置在所述层状结构表面的多个金属颗粒。所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管， 该多个碳纳米管相互大致平行且大致平行于所述碳纳米管膜表面，相邻的碳纳米管通过 范德华力首尾相连。相邻两个碳纳米管膜之间通过范德华力紧密结合，且相邻碳纳米管 膜中的碳纳米管的排列方向大致垂直。所述多个金属颗粒间隔设置且相邻两个金属颗粒 之间的间隙在1纳米 5纳米之间。所述金属颗粒的粒径在18纳米 22纳米之间。
一种利用上述拉曼检测系统检测爆炸物的方法，其包括如下步骤将所述拉曼 散射基底置于具有所述爆炸物的环境中，使该拉曼散射基底吸附该爆炸物散发在空气中 的蒸气；向该拉曼散射基底发射一光束；收集从所述拉曼散射基底散射的散射光，形成 一拉曼光谱特征图。
所述拉曼检测系统中的拉曼散射基底包括多个碳纳米管及设置在碳纳米管表面 的金属颗粒形成的碳纳米管复合膜。所述碳纳米管具有较小的尺寸及较大的比表面积， 且所述多个碳纳米管相互大致平行且大致平行于所述碳纳米管复合膜。使该碳纳米管复合膜具有较大的比表面积和较多的孔隙，使该碳纳米管复合膜能够吸附较多散发在空气 中的爆炸物蒸气分子；同时该金属颗粒能够以较小的粒径密集排布在该碳纳米管复合膜 表面。因此，所述拉曼检测系统具有较高的灵敏度，能够通过检测爆炸物蒸气来检测爆 炸物。且该拉曼检测系统能够直接对散发在空气中的爆炸物蒸气分子进行检测，检测过 程比较简单，检测效率较高。
图1是本发明实施例拉曼检测系统的结构示意图。
图2是图1拉曼检测系统中的拉曼散射基底中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。
图3是图1拉曼检测系统中的拉曼散射基底中的复合碳纳米管膜的透射电镜照 片。
图4是利用图1中拉曼检测系统检测爆炸物的流程步骤图。
图5是图1中拉曼检测系统检测爆炸物时所得到的拉曼光谱特性图。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本发明实施例的拉曼检测系统及利用该拉曼检测系统 检测爆炸物的方法。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一拉曼检测系统100，其包括一发射模块 110、一拉曼散射基底120及一接收模块130。
所述发射模块110用于向所述拉曼散射基底120发射一光束，以便在所述拉曼散 射基底120形成散射光。具体地，所述光束照射在所述拉曼散射基底120表面的光斑面 积小于2平方微米。所述光束为频宽较小且具有固定频率的强光源，如氩离子激光。优 选地，所述光束的波长在450.0纳米 514.5纳米之间。在本实施例中，所述光束的波长 为514.5纳米的绿光，514.5纳米的绿光相对其它波长的光在相同功率下具有较大的散射 光强。
所述拉曼散射基底120用于吸附一待测样品的蒸气，并将所述发射模块110发射 过来的光束进行散射，形成具有待测样品分子结构信息的散射光。当所述光束发射在该 拉曼散射基底120时，该光束将照射到被该拉曼散射基底120吸附的待测样品分子，该 光束中的光子与待测样品分子碰撞。光子与待测样品分子碰撞，发生动量改变，从而改 变光子的方向，向四方散射；部分光子在碰撞时还与待测样品分子发生能量交换，改变 光子的能量或频率，使该光子具有待测样品分子结构信息。即所述光束与吸附在该拉曼 散射基底120的待测样品分子发生碰撞后，将形成具有该待测样品分子结构信息的散射 光。
所述待测样品的蒸气分子在空气中的含量为大于十亿分之0.1。具体地，所述待 测样品如果为气态样品，则该拉曼散射基底120可直接吸附。如所述待测样品为固态样 品(如样品粉末、吸附有样品的固体颗粒等)或液态样品(如内溶样品成分的液滴、熔融 态样品等)，则该待测样品具有一定的挥发度，在其周围具有其蒸气，则该拉曼散射基底 120可通过吸附待测样品的蒸气感测到待测样品，而无需直接接触该待测样品。如所述待 测样品为气态样品，则该拉曼散射基底120可直接吸附该待测样品。
所述拉曼散射基底120包括一框架121及一碳纳米管复合膜122。所述框架121 固定在所述碳纳米管复合膜122四周用于固定该碳纳米管复合膜122，并使碳纳米管复合 膜122至少部分悬空设置，使照射在该碳纳米管复合膜122中的光束中没有被散射的光子 能够透过，以免这部分光子经过反射后再照射到碳纳米管复合膜122中的碳纳米管上产 生散射光，该散射光会对具待测样品分子结构信息的散射光干扰。可以理解，为达到使 所述碳纳米管复合膜122固定且部分悬空，还可以选择其他固定装置固定或承载所述碳 纳米管复合膜122，只要保证所述碳纳米管复合膜122的悬空面积大于2平方微米，即大 于所述光束的光斑面积，该光束照射至该碳纳米管复合膜122的悬空部分。
所述碳纳米管复合膜122包括多个碳纳米管及形成在至少一碳纳米管表面的金 属颗粒，优选地，所述每一碳纳米管表面均设置有金属颗粒。所述多个碳纳米管均勻分 布形成至少一自支撑的碳纳米管膜，所谓“自支撑”即该碳纳米管膜无需通过设置于一 支撑体表面，也能保持自身一定的形状。
请参阅图2，在本实施例中，所述碳纳米管膜从一碳纳米管阵列中直接拉取而获 得，该碳纳米管膜由所述多个碳纳米管大致相互平行且大致平行于所述碳纳米管膜表面 而形成，进一步地，所述多个碳纳米管通过范德华力相互吸引并首尾相连而形成。相邻 碳纳米管之间的间隙位于1纳米 500纳米之间。所述碳纳米管膜的结构及其制备方法 请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13公开的第CN101239712A 号大陆公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本 发明申请技术揭露的一部分。
当所述多个碳纳米管组成的碳纳米管膜为多个时，所述多个碳纳米管膜重叠设 置形成一层状结构，相邻的碳纳米管膜通过范德华力结合，优选地，所述层状结构包括 的碳纳米管膜的层数小于或等于10层，从而使单位面积内的碳纳米管数量较少，从而减 小碳纳米管本身的拉曼信号对检测样品分子的拉曼信号的干扰。当所述光束中的光子未 与吸附有待测样品分子的金属颗粒碰撞并被散射时，而直接经由所述碳纳米管散射或者 经由吸附有待测样品分子的碳纳米散射时，该部分散射光将具有碳纳米管中的分子结构 信息，从而对具有该待测样品分子结构信息的散射光造成干扰。导致由碳纳米管形成的 碳纳米管膜所得到的待测样品的拉曼光谱强度较大，从而使所述碳纳米管复合膜122所 得到的拉曼光谱强度与该碳纳米管膜所得到的拉曼光谱强度的对比度下降，从而降低了 对待测样品的拉曼光谱的增强效应。该层状结构中相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管之间 具有一交叉角度α，α大于0度且小于等于90度，从而使所述碳纳米管相互交织形成一 网状结构。使所述网状结构具有多个均勻且规则分布的微孔，该微孔孔径位于1纳米 500纳米之间。优选地，所述交叉角度α大致等于90度，使相邻碳纳米管膜中的碳纳米 管的排布方向大致垂直，以使设置在该碳纳米表面的金属颗粒分布更均勻。在本实施例 中，所述碳纳米管复合膜122为两层层叠设置的碳纳米管膜，相邻的碳纳米管膜中的碳 纳米管之间的交叉角度α大致等于90度。
所述金属颗粒可通过将一金属材料用电子束蒸镀法或电子束溅镀法形成在所述 碳纳米管表面。具体地，当通过电子束蒸镀或电子束溅镀法形成的金属气体接触到碳 纳米管的管壁时，该金属气体会在碳纳米管的管壁表面沉积。由于金属的表面张力的作 用，其会在碳纳米管表面聚集成金属颗粒。优选地，所述金属颗粒通过电子束蒸镀法形成在每一碳纳米管表面，同一碳纳米管表面形成有多个相互间隔的金属颗粒。所述金 属颗粒的形成及粒径的大小可通过控制碳纳米管表面金属材料的蒸镀量来控制，该蒸镀 量不能过大，以避免过多的金属材料沉积在该碳纳米管表面，形成一金属膜而非金属颗 粒。可以理解，在实际蒸镀过程中，需要通过监测金属材料的厚度来控制碳纳米管表面 金属材料的蒸镀量。具体地，所述金属材料在碳纳米管膜表面的厚度应控制在1纳米 100纳米之间，使其以金属颗粒的形式存在。所述金属颗粒的材料包括过渡金属或贵金 属，优选地，所述金属颗粒的材料包括金、银、铜及钯中的一种或多种。该金属颗粒为 准球形，其粒径在10纳米 50纳米之间，优选地，其粒径在18纳米 22纳米之间。相 邻两个金属颗粒之间的间隙在1纳米 15纳米之间，优选地，相邻两个金属颗粒之间的 间隙在1纳米 5纳米之间。可以理解，由于所述金属颗粒的粒径较小且相邻金属颗粒 的间隔较小，同时该金属颗粒的粒径及相邻金属颗粒之间的间隔均比较均勻。在外界入 射光电磁场激发下，金属表面等离子发生共振吸收，使得颗粒间局域电磁场增强，从而 导致分子的拉曼信号增强从而提升所述拉曼散射基底120的灵敏度。
该碳纳米管复合膜122进一步可包括一缓冲层，所述缓冲层设置在所述金属颗 粒与碳纳米管表面之间。进一步地，该缓冲层包覆整个碳纳米管表面，此时，该金属颗 粒设置在该缓冲层上。通过设置该缓冲层，使该金属颗粒设置在该缓冲层上而不是直接 设置在该碳纳米管表面，能够使该金属颗粒具有较均勻的沉积面，以使该金属颗粒在各 个方向受力较勻称，曲率半径的均勻性更好，从而能够获得更为均勻的散射光，因此该 检测系统200得到的拉曼光谱特性图更为清晰，增强效应更明显。即能够使该荧光分子 的拉曼信号不被荧光所掩盖。具体地，所述缓冲层由绝缘材料制成，优选地，所述缓冲 层的材料为氧化物，如二氧化硅、氧化镁等；所述缓冲层的厚度在10纳米 100纳米之 间，优选地，所述缓冲层的厚度在15纳米 30纳米之间。在本实施例中，所述缓冲层 的材料为二氧化硅，其厚度为20纳米。可以理解，所述缓冲层为一可选择结构。当所 述拉曼散射基底120不包括缓冲层时，该金属颗粒直接设置在碳纳米管表面。
请参照图3，为本实施例碳纳米管复合膜122的透射电镜照片，该碳纳米管复合 膜122中的多个碳纳米管形成有两个层叠且交叉设置的碳纳米管膜。所述多个碳纳米管 外表面间隔设置的金属颗粒为具多晶结构的银颗粒，所述银颗粒的粒径在18纳米 22纳 米之间；相邻两个银颗粒之间的间隙在1纳米 5纳米之间。所述碳纳米管与所述金属 颗粒之间还设置有厚度为18纳米 22纳米的二氧化硅。
所述拉曼散射基底120接收到所述发射模块110发射过来的光束时，该拉曼散射 基底120中的多个金属颗粒形成一漫反射面，对所述光束进行漫反射。当所述金属颗粒 表面吸附有待测样品时，照射在所述金属颗粒表面的光束与该待测样品中的分子或官能 团发生弹性碰撞或非弹性碰撞。发生非弹性碰撞的光子能量发生改变，并具有该待测分 子的结构信息，形成频率变化的散射光。具体地，该结构信息为每个分子或官能团的振 动模式，该振动模式为该分子的独特特征。
所述接收模块130用于收集从所述拉曼散射基底120散射的散射光，形成一拉曼 光谱特征图。具体地，该接收模块130可以为多通道光子检测器如电子耦合器件，也可 以为单通道光子检测器如光电倍增管。从该拉曼光谱特性图可以读出所述待测样品分子 或官能团的振动模式及其对应的分子或官能团。
所述拉曼检测系统中的拉曼散射基底包括多个碳纳米管及设置在碳纳米管表面 的金属颗粒形成的碳纳米管复合膜。所述碳纳米管具有较小的尺寸及较大的比表面积， 且所述多个碳纳米管相互大致平行且大致平行于所述碳纳米管复合膜，相邻的碳纳米管 通过范德华力首尾相连。使该碳纳米管复合膜具有较大的比表面积和较多的孔隙，该碳 纳米管复合膜能够吸附较多散发在空气中的爆炸物蒸气分子；同时该金属颗粒能够以较 小的粒径密集排布在该碳纳米管复合膜。因此，所述拉曼检测系统具有较高的灵敏度， 能够通过检测爆炸物蒸气来检测爆炸物。且该拉曼检测系统能够直接对散发在空气中的 爆炸物蒸气分子进行检测，检测过程比较简单，检测效率较高。
请参阅图4，本发明还提供一种利用所述拉曼检测系统100检测爆炸物的方法， 其包括如下步骤。
S101，将所述拉曼散射基底120置于具有所述爆炸物的环境中，使该拉曼散射 基底120吸附该爆炸物散发在空气中的蒸气。具体地，所述爆炸物为固态爆炸物或液态 爆炸物散发在空气中的蒸气。该爆炸物置于空气中时，由于扩散作用，会在周围空气中 形成该爆炸物的气体分子。该气体分子通过吸附作用附着在该拉曼散射基底表面。该 爆炸物分子在空气中的含量大于或者等于十亿分之0.1，优选地，其在空气中的含量大于 十亿分之7.7。所述爆炸物包括三硝基甲苯(Trinitrotoluene，TNT)、奥克托今(Cyclote tramethylenetetranitramine, HMX)、环三次甲基三硝铵(黑索金)、硝基胺、苦味酸、太 恩(PentaerythritolT^etranitrate，PETN)、硝化甘油、二硝基甲苯(dinitrotoluene，DNT)、 乙二醇二硝酸酯、三过氧化三丙酮(triacetonetriperoxide，TATP)等。在本实施例中，所 述爆炸物为固态三硝基甲苯，其在室温(25度)下的饱和蒸气压为5X10_4帕，即所述三 硝基甲苯在环境中达到饱和蒸气压时，该三硝基甲苯分子其在空气中的含量为十亿分之 7.7。可以理解，所述爆炸物也可以直接为气态。
S102，向所述拉曼散射基底120发射一光束。
S103，收集从所述拉曼散射基底120散射的散射光，形成一拉曼光谱特征图。 请参照图5，为所述拉曼检测系统100检测三硝基甲苯时所得到的拉曼光谱特性图。从图 中可以看出，虽然所述拉曼散射基底120没有直接与所述固体三硝基甲苯接触，但通过 吸附该三硝基甲苯散发在空气中的三硝基甲苯蒸气，就能够检测到该三硝基甲苯的拉曼 特征峰。所谓拉曼特征峰即为每一分子在拉曼光谱特征图中对应的一个波峰或者多个波 峰的组合，不同分子具有不同的波峰或者多个波峰的组合。
所述拉曼检测系统能够通过检测空气中的爆炸物蒸气来检测现场环境中可能存 在的爆炸物。检测过程比较简单，检测精度较高。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发 明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种拉曼检测系统，其包括一发射模块、一拉曼散射基底及一接收模块； 所述发射模块用于向所述拉曼散射基底发射一光束；所述拉曼散射基底用于将所述发射模块发射过来的光束进行散射；所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的散射光，形成一拉曼光谱特征图；其特征在于，所述拉曼散射基底包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合膜包括 多个碳纳米管及设置在碳纳米管表面的金属颗粒，所述多个碳纳米管相互大致平行且大 致平行于所述碳纳米管复合膜表面。
2.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，该多个碳纳米管组成至少一碳纳 米管膜，同一碳纳米管膜中相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。
3.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述碳纳米管复合膜包括多个碳 纳米膜，相邻两个碳纳米管膜之间通过范德华力紧密结合。
4.如权利要求2所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述碳纳米管复合膜包括至少两 层碳纳米管膜，相邻碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向大致垂直。
5.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述每一碳纳米管表面均设置有 金属颗粒。
6.如权利要求5所述的拉曼检测系统，其特征在于，相邻两个金属颗粒之间的间隙在 1纳米15纳米之间。
7.如权利要求6所述的拉曼检测系统，其特征在于，相邻两个金属颗粒之间的间隙在 1纳米 5纳米之间。
8.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述金属颗粒的粒径在10纳 米 50纳米之间。
9.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述金属颗粒的粒径在18纳 米 22纳米之间。
10.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述金属颗粒的材料包括过渡金属或贵金属。
11.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述金属颗粒为多晶结构的银 颗粒，其粒径在18纳米 22纳米之间，相邻两个银颗粒之间的间隙在1纳米 5纳米之 间。
12.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述碳纳米管复合膜进一步包 括一缓冲层设置在所述金属颗粒与碳纳米管表面之间。
13.如权利要求12所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述缓冲层的材料为氧化物。
14.如权利要求12所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述缓冲层的厚度在10 100 纳米之间。
15.如权利要求12所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述缓冲层的材料为二氧化 硅，厚度为18纳米 22纳米。
16.如权利要求1所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述碳纳米管复合膜至少部分 悬空且其悬空面积大于2平方微米。
17.一种拉曼检测系统，其包括一发射模块、一拉曼散射基底及一接收模块；所述发射模块用于向所述拉曼散射基底发射一光束；所述拉曼散射基底用于将所述发射模块发射过来的光束进行散射；所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的散射光，形成一拉曼光谱特征图；其特征在于，所述拉曼散射基底包括由至少两层碳纳米管膜层叠形成的层状结构及设置在所述层状结构表面的多个金属颗粒；所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个 碳纳米管相互大致平行且大致平行于所述碳纳米管膜表面，相邻的碳纳米管通过范德华 力首尾相连；相邻两个碳纳米管膜之间通过范德华力紧密结合，且相邻碳纳米管膜中的 碳纳米管的排列方向大致垂直；所述多个金属颗粒间隔设置且相邻两个金属颗粒之间的 间隙在1纳米 5纳米之间，所述金属颗粒的粒径在18纳米 22纳米之间。
18.如权利要求17所述的拉曼检测系统，其特征在于，所述层状结构表面与金属颗粒 之间设置有一缓冲层。
19.一种利用如权利要求1或17所述的拉曼检测系统检测爆炸物的方法，其包括如下 步骤将所述拉曼散射基底置于具有所述爆炸物的环境中，使该拉曼散射基底吸附该爆炸 物散发在空气中的蒸气；向该拉曼散射基底发射一光束；收集从所述拉曼散射基底散射的散射光，形成一拉曼光谱特征图。
20.如权利要求19所述的检测爆炸物的方法，其特征在于，所述爆炸物的蒸气分子在 空气中的含量大于或者等于十亿分之0.1。
全文摘要
本发明涉及一种拉曼检测系统，其包括一发射模块、一拉曼散射基底及一接收模块。所述发射模块用于向所述拉曼散射基底发射一光束。所述拉曼散射基底用于将所述发射模块发射过来的光束进行散射。所述接收模块用于收集从所述拉曼散射基底散射的散射光，形成一拉曼光谱特征图。所述拉曼散射基底包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合膜包括多个碳纳米管及设置在碳纳米管表面的金属颗粒。所述多个碳纳米管相互大致平行且大致平行于所述碳纳米管复合膜表面。本发明还涉及一种利用该拉曼检测系统检测爆炸物的方法。
文档编号G01N21/65GK102023149SQ20091019021
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者冯小峰, 刘锴, 姜开利, 孙颖慧, 苗皎, 范守善, 谢旭 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司