文章來(lái)源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院

近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員蔣長(zhǎng)龍團(tuán)隊(duì)在多色長(zhǎng)壽命室溫磷光發(fā)光材料方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新方法，制備出能夠發(fā)出從藍(lán)色到綠色的多色超長(zhǎng)室溫磷光的碳化聚合物納米點(diǎn)材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）上。

室溫磷光材料是一種能在激發(fā)光源關(guān)閉后持續(xù)發(fā)出冷光的特殊材料，在防偽、信息加密、顯示技術(shù)和生物成像等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。在各類(lèi)室溫磷光材料中，碳點(diǎn)材料因其制備工藝簡(jiǎn)單、光穩(wěn)定性?xún)?yōu)越、低毒環(huán)保而備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)碳點(diǎn)材料面臨三重態(tài)激子能量易以非輻射形式損耗的問(wèn)題，這導(dǎo)致長(zhǎng)壽命、高亮度的碳點(diǎn)室溫磷光材料難以獲得。同時(shí)，由于發(fā)光基團(tuán)的單一性，在同一碳點(diǎn)體系中實(shí)現(xiàn)多色磷光發(fā)光頗具挑戰(zhàn)。這些問(wèn)題限制了碳點(diǎn)類(lèi)室溫磷光材料的應(yīng)用。

為解決上述問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于鄰苯二胺和聚丙烯酸水熱法合成的碳化聚合物納米點(diǎn)，通過(guò)熱處理的方法將碳點(diǎn)嵌入剛性固定基質(zhì)氧化硼（B2O3）中，獲得了具有藍(lán)色到綠色發(fā)光的超長(zhǎng)RTP碳點(diǎn)復(fù)合材料（oP-CDs@ B2O3）。鄰苯二胺的引入通過(guò)摻雜氮原子，為碳點(diǎn)提供了豐富的多色發(fā)光中心，而聚丙烯酸的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)則有效固定了碳點(diǎn)內(nèi)部的發(fā)光色團(tuán)，從而降低了三重態(tài)激子的非輻射損耗。此外，外部的剛性基質(zhì)氧化硼通過(guò)其剛性特質(zhì)以及與碳點(diǎn)間的強(qiáng)相互作用，進(jìn)一步減少了碳點(diǎn)的能量損耗。得益于這種獨(dú)特的聚合物結(jié)構(gòu)和剛性基質(zhì)的協(xié)同作用，oP-CDs@ B2O3展現(xiàn)出達(dá)49秒的可視磷光余輝，磷光量子產(chǎn)率達(dá)19.5%，且具備抗光漂白性，在信息加密和防偽方面具有應(yīng)用潛力。

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省自然科學(xué)基金的支持。

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多色長(zhǎng)壽命碳點(diǎn)室溫磷光復(fù)合材料的制備示意圖和在防偽方面的潛在應(yīng)用