重大突破 構建納米發光材料有了新思路
2021-09-22 15:38:14      來源:科技日報

記者9月20日從黑龍江大學獲悉,該校許輝教授和新加坡國立大學劉小鋼教授所帶領的研究團隊,在納米發光材料領域取得重要突破:他們首次證明了配體對納米粒子發光性質的長距離(約5納米)調控作用,並揭示了基於配位場作用的納米粒子表面電子態重構機制,為基於配體的雜化納米發光材料的構建提供了全新思路。相關成果發表在國際頂尖期刊《自然·光子學》上。

據許輝介紹,超小稀土摻雜納米發光顆粒具有發光色純度高、譜帶多、範圍廣、穩定性高等優點,在超分辨顯示、遠程診療、生物標記等領域有非常重要的應用。但小尺寸納米顆粒常會遭受嚴重的表面猝滅作用,限制了這類材料在低濃度和高分辨率環境下的應用。通常認為,顆粒表面的有機配體可以通過物理阻隔的方式抑制表面猝滅。但這種認識大大限制了從配體功能化的角度發展具有優異發光性能的複合納米光學體系。因此,對此類納米材料表面猝滅機制的研究具有極為重要的理論意義。

該團隊發現,通過具有特殊配位模式的有機配體,可在納米顆粒表面形成長程場作用,從而激活表面被猝滅的發光離子,優化納米顆粒中的能量傳遞過程,從而大幅度增強轉換髮光。這一效應可將10納米尺寸內的納米顆粒發光強度增加3000餘倍。這一結果表明,配體對納米顆粒表面電子態具有顯著的調控作用,顛覆了只考慮配體物理阻隔作用的傳統認識,形成了對配體作用局部與整體相結合的全面理解,為超小納米顆粒在生物、顯示、防偽和探測等諸多重要領域的應用奠定了理論基礎。

編輯: 周智宇 責任編輯: 徐婷

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