朱亮亮课题组在材料的荧光颜色调控方面取得新进展

发布时间:2020-06-09 

 

       在照明设备,信息存储和成像技术中,材料的荧光颜色调控至关重要。目前,针对单一的材料体系而言,更多的是利用原位化学法来调节荧光(例如:pH,氧化还原和特殊物质控制的刺激响应)。与传统的化学调节法相比,使用简单的物理操作(例如:光激发)在材料层面上实现荧光颜色调控会更方便和可取。根据卡莎法则,大多数发光材料是从最低激发态发射,进而导致使用光激发调节荧光颜色难以实现。幸运的是,碳点或其类似物表现出的独特的荧光激发依赖特性为解决该难题提供了一种可能(Sci. Rep., 2012, 2, 383; Adv. Mater., 2015, 27, 7782)。 然而,由于碳点的斯托克斯位移较小,这种依赖于激发光的荧光,只能引起碳点有限的发射波长漂移。通过激发来实现大规模增强的荧光颜色调控仍然具有挑战性。

       最近,复旦大学高分子科学系朱亮亮课题组报道了一种仅通过控制反应条件制备多色和双发射荧光制备碳点(CDs)的简便方法,并利用可视化效果展示了碳点良好的荧光调控现象。以一种经济的阳离子表面活性剂-十六烷基氯化吡啶(CPC)作为唯一碳源,制得的碳点在蓝色,绿色,黄色和白色范围内均显示出与激发光有关的发射行为。在双重发射碳点体系(W-CDs)中,短波长发射表现了独特的激发依赖性荧光行为,而长波长发射却保持不变,因此,W-CDs具有依赖于激发光的比率双发射性质。仅通过简单地切换激发波长(在50 nm之内),即可在冷白光和暖白光区域之间实现大规模的荧光颜色调控(W-CDs荧光调控参数d = 0.115)。与那些依赖于激发光的单发射碳点相比,双发射碳点的荧光波动性增加了62%〜460%。

                                                    

 

                                     

       这种独特的特性还可以利用双发射碳点进一步构筑CDs/PMMA复合薄膜,以便在视觉上检测UV区域中的特定波长。依据静电作用,碳点还可以与小牛胸腺DNA结合,用于手性研究和多通道生物成像。这些结果为开发易于使用的材料发光调控技术提供了新的视角。

       这一成果近期发表在Nanoscale上,论文的第一作者为硕士生郑栋潇。论文跟生物成像有关的实验部分也得到了丁建东教授课题组的合作支持。论文详见https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/D0NR01882A#!divAbstract

       朱亮亮课题组多年来从事功能自组装发光材料的基础和应用基础研究,致力于运用超分子组装和功能刺激响应行为(特别是光刺激)进行材料在化学层面的发光模式调控。(更多信息参见朱亮亮课题组网站:http://zll.fudan.edu.cn/