脚踏实地拉曼光谱的耕耘者

——任斌事迹介绍

任斌,男,19703月生,福建闽侯人。19927月毕业于厦门大学化学系,获化学学士学位;19987月毕业于厦门大学化学系物理化学专业电化学方向,获理学博士学位,导师为田中群院士和田昭武院士。博士生阶段的最后一年(1997年)前往美国纽约市立大学开展科研合作,回校博士答辩后留校工作至今。2002年在德国洪堡奖学金的资助下,利用学术假前往Fritz-Haber研究所,在由诺贝尔奖获得者Ertl教授领导的物理化学部跟从Pettinger博士开展针尖增强拉曼光谱技术(TERS)的研究。2004年被聘为厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室固定研究人员,厦门大学化学化工学院化学系教授、博士生导师,于2008年获得国家杰出青年基金,2009年起被聘为福建省闽江学者特聘教授。

任斌教授主要从事表面拉曼光谱学、电化学、扫描探针显微学、生命科学等交叉学科的研究,研究重点在于新仪器、新方法的建立,发展适合于固体表面和界面以及生物界面的表征手段和方法。

表面增强拉曼散射(SERS)技术对表面物种具有极高的检测灵敏度(在某些体系已经实现单分子检测水平)和选择性,在获取界面的分子结构信息方面具有独特的优势。但是,SERS的基础研究和实际应用则长期被局限于具有强SERS效应的金、银、铜三种金属的粗糙表面,而多数过渡金属表面和光滑基底的SERS效应较弱甚至不存在,也因此该技术被认为是一种不具普适性的技术,并不被学术界看好。因此,SERS欲发展成为原位动态研究表面化学吸附和反应过程的通用技术,必须克服基底材料局限、表面形貌局限和SERS机理未清的三大障碍。任斌教授努力将发展实验方法与创新仪器研制相结合,在TERSSERS方面开展了系统研究,为将拉曼光谱拓展至其它过渡金属和不具有SERS效应的单晶电极作出重要的贡献,主要成果如下:

1)为解决SERS技术中基底材料的局限,系统发展了多种特殊SERS活性基底的电化学制备方法,并优化仪器检测灵敏度,直接在纯铂、铑、钯、钌等金属及其合金体系获得高质量的表面拉曼光谱信号,用实验和计算证实这些金属具有一至四个数量级的表面增强效应,为以过渡金属为主要材料的重要电化学应用体系提供新的原位研究手段,这一开拓性的工作为课题组在国际上赢得了重要的地位。

2)为解决SERS技术中无法用紫外光作为激发源的局限,用波长为325 nm的紫外激光在铑、钌、铂和钯等金属表面上获得SERS信号,建立了紫外光激发的SERS研究方法,在国际上首次获得紫外SERS信号,拓展了SERS研究可使用的波长范围,从而获得了用可见光和近红外光激发所得不到的信息,为深入理解复杂的SERS机理提供了依据。

3)为从根本上解决SERS技术需要粗糙化纳米结构表面限制,研制出基于光纤传输的针尖增强拉曼光谱仪器,发展出可靠的TERS金针尖的电化学制备方法。将TERS技术应用于极具挑战性的单晶电极上多种单层吸附物种的研究,在国际上首次同时获得单晶电极表面上吸附物种高分辨的表面形貌和光谱信息,首次将TERS技术应用于分子电子学领域的研究,同时获得分子结构的信息和电学信息。

4)积极发展方法,拓展SERS在生物研究中的应用。为了解决SERS 检测中SERS基底表面的杂质对SERS信号的影响,利用了碘离子的强吸附能力取代基底表面吸附的杂质,进一步采用电化学氧化法将强吸附的碘离子氧化成弱吸附的碘酸根离子从而获得干净的SERS基底,率先将SERS应用于单个活细胞膜表面蛋白分布的SERS成像。

基于以上国际领先的研究成果,到目前为止已经在国际SCI 期刊发表120多篇学术论文,包括J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.Chem. Comm. Anal. Chem.等研究论文;应邀为多个国际知名的杂志撰写的综述论文,如高影响因子的 Chem. Soc. Rev.Annu. Rev. Phys. Chem.,以及影响面很宽的Chem. Comm.J. Phys. Chem.Bfeature article,两度受Anal. Bioanal. Chem.邀请撰写关于SERSCritical Review,其中一篇被作为封面文章。

任斌教授在增强拉曼光谱和电化学领域的学术贡献,获得了国内外的广泛认可。作为课题骨干获得教育部2001年中国高校自然科学奖一等奖(第二完成人),他本人于获得2004年中国化学会青年化学奖,于2007年获首届中国电化学青年奖,于2009年获福建省青年五四奖章。历任中国物理学会光散射专业委员会副秘书长、副主任和秘书长,现为《光散射学报》副主编和《电化学》编委。此外,他还在电化学和拉曼光谱领域具有一定的国际影响,应邀在多个国际会议上做主旨报告和邀请报告,其中包括美国化学会的邀请报告、以及他所在的研究领域中非常重要的国际拉曼光谱大会、国际谱学会议、国际电化学年会以及亚洲光谱会议和亚洲电化学会议的邀请报告。2009年,他作为会议主席主办了有70多个外国学者参加的第60届国际电化学会议的卫星会议,主题为光谱电化学和纳米电化学,为我国电化学学科在国际上赢得了重要的影响。

以上的成就与多种人才基金和科研基金的资助密不可分:他于2005年入选教育部新世纪人才计划,2006年获霍英东青年科学基金,2008年获国家杰出青年基金。作为课题负责人,获得多个重要国家级项目:如2007年获得科技部重大基础研究专项的子课题,拓展电化学和拉曼光谱方法在细胞生物体系的应用;2008年获得国家自然科学基金的科学仪器基础专项,开展针尖增强拉曼光谱仪器的研制;此外,还获得青年基金和多项面上项目在内的国家自然科学基金项目的资助在回国的初期,他获得了德国洪堡基金会的仪器捐助和教育部博士点基金的支持,为其在国内开展TERS研究提供了重要的前期经费支持。

作为一个硕士生和博士生导师,他从生活和学习上关心每个研究生的成长,注重授人以鱼,不如授人以渔的指导方法,注重培养每个研究生的基本科研素质和科研道德,使其具备独立开展科研所必备的各种能力:做科研报告、写科研总结、撰写基金申请和撰写中英文论文。

在完成本职的科研和教学工作的同时,他本着服务的精神,担任化学系副系主任职务,分管厦门大学化学系的研究生工作。在职期间,积极推动化学系研究生培养方案和奖学金等制度的改革,一方面加强学生的化学基础知识,促进交叉学科人才的培养,使得研究生的课程设置能满足研究生科研的需要。另一方面,通过加强研究生培养的过程管理推动均一奖学金制度,使得研究生能够脚踏实地的从事科研,保证研究生的培养质量。


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