來源：《中國科學(xué)報》第1版 要聞

發(fā)布時間：2024-07-24

本報訊（見習(xí)記者孫丹寧）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員馮亮、副研究員王昱團(tuán)隊在碳點固體熒光（SSE）傳感材料的可控制備與設(shè)計方面取得新進(jìn)展。他們開發(fā)了一種氣流輔助的熔融態(tài)聚合法，并結(jié)合一步反相共沉淀法，制備出一系列波長可調(diào)控的自組裝SSE碳點（DICP-dots）。該成果解決了傳統(tǒng)SSE碳點存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光學(xué)性質(zhì)難調(diào)控的科學(xué)難題，為基于碳點的光化學(xué)傳感材料的可控設(shè)計與制備奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。

碳點因其獨特的光學(xué)性質(zhì)而在化學(xué)傳感領(lǐng)域備受關(guān)注，但由于碳點結(jié)構(gòu)的多分散性及定義不清，使得其往往被簡單視為一個完整的納米粒子實體。因此，合成用作傳感材料的SSE碳點關(guān)鍵在于如何消除粒子內(nèi)部或粒子之間電子耦合引發(fā)的聚集誘導(dǎo)猝滅現(xiàn)象。但這些制備方法往往導(dǎo)致固體熒光發(fā)射不可控，且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)難以被明確表征，給傳感的應(yīng)用帶來困難。

針對這一難題，團(tuán)隊提出了一種氣流輔助的熔融態(tài)聚合法，實現(xiàn)了碳點的可控制備。研究發(fā)現(xiàn)，所得產(chǎn)物具有可調(diào)控且明確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出自組裝增強(qiáng)的固體熒光性質(zhì)。團(tuán)隊成功制備出一系列具有全可見光譜SSE的新型DICP-dots材料。這類材料具有高熒光量子產(chǎn)率、可調(diào)節(jié)的能帶結(jié)構(gòu)、窄的發(fā)射線寬度，并在溶液和固體中表現(xiàn)出較高的光穩(wěn)定性。

此外，該團(tuán)隊還進(jìn)一步驗證了DICP-dots的多功能應(yīng)用潛力。結(jié)果表明，摻雜自組裝介導(dǎo)是一種可靠的實現(xiàn)碳點功能化的方法，可利用粒內(nèi)熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理，實現(xiàn)碳點的各類獨特光學(xué)性質(zhì)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202402825

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