科學(xué)家開發(fā)出新型碳點(diǎn)固體熒光傳感材料
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)在碳點(diǎn)固體熒光(SSE)傳感材料的可控制備與設(shè)計(jì)方面取得了重大突破。該團(tuán)隊(duì)由研究員馮亮和副研究員王昱領(lǐng)銜，成功開發(fā)出一種新型碳點(diǎn)固體熒光傳感材料，這一成果不僅解決了傳統(tǒng)SSE碳點(diǎn)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光學(xué)性質(zhì)難調(diào)控的難題，還為基于碳點(diǎn)的光化學(xué)傳感材料的可控設(shè)計(jì)與制備奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出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，制備出了一系列具有波長(zhǎng)可調(diào)控的自組裝SSE碳點(diǎn)(DICP-dots)。這一方法有效解決了傳統(tǒng)制備方法中固體熒光發(fā)射不可控、結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以表征的問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)這種方法制備出的DICP-dots不僅具有可調(diào)控且明確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，還表現(xiàn)出自組裝增強(qiáng)的固體熒光性質(zhì)。
碳點(diǎn)因其獨(dú)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(diǎn)結(jié)構(gòu)的多分散性及定義不清，使得其往往被簡(jiǎn)單視為一個(gè)完整的納米粒子實(shí)體。因此，合成用作傳感材料的SSE碳點(diǎn)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(lái)困難。
DICP-dots材料在光學(xué)性能上表現(xiàn)出色，具有高熒光量子產(chǎn)率、可調(diào)節(jié)的能帶結(jié)構(gòu)以及窄的發(fā)射線寬度。這些特性使得DICP-dots在溶液和固體中都表現(xiàn)出較高的光穩(wěn)定性，為其在光電、生物以及傳感領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的前景。
此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步驗(yàn)證了DICP-dots的多功能應(yīng)用潛力。通過(guò)摻雜自組裝介導(dǎo)的方法，他們實(shí)現(xiàn)了碳點(diǎn)的功能化，利用粒內(nèi)熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理，使得DICP-dots能夠展現(xiàn)出各類獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)為碳點(diǎn)材料在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的路徑。
據(jù)悉，該研究成果已發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》期刊上，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。這一新型碳點(diǎn)固體熒光傳感材料的成功開發(fā)，不僅推動(dòng)了碳點(diǎn)材料在傳感領(lǐng)域的研究進(jìn)展，也為未來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用提供了有力支持。
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