朱亮亮課題組在材料的熒光顏色調(diào)控方面取得新進(jìn)展
在照明設(shè)備，信息存儲和成像技術(shù)中，材料的熒光顏色調(diào)控至關(guān)重要。目前，針對單一的材料體系而言，更多的是利用原位化學(xué)法來調(diào)節(jié)熒光（例如：pH，氧化還原和特殊物質(zhì)控制的刺激響應(yīng)）。與傳統(tǒng)的化學(xué)調(diào)節(jié)法相比，使用簡單的物理操作（例如：光激發(fā)）在材料層面上實(shí)現(xiàn)熒光顏色調(diào)控會更方便和可取。根據(jù)卡莎法則，大多數(shù)發(fā)光材料是從最低激發(fā)態(tài)發(fā)射，進(jìn)而導(dǎo)致使用光激發(fā)調(diào)節(jié)熒光顏色難以實(shí)現(xiàn)。幸運(yùn)的是，碳點(diǎn)或其類似物表現(xiàn)出的獨(dú)特的熒光激發(fā)依賴特性為解決該難題提供了一種可能（Sci. Rep., 2012, 2, 383; Adv. Mater., 2015, 27, 7782）。 然而，由于碳點(diǎn)的斯托克斯位移較小，這種依賴于激發(fā)光的熒光，只能引起碳點(diǎn)有限的發(fā)射波長漂移。通過激發(fā)來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增強(qiáng)的熒光顏色調(diào)控仍然具有挑戰(zhàn)性。
最近，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮課題組報(bào)道了一種僅通過控制反應(yīng)條件制備多色和雙發(fā)射熒光制備碳點(diǎn)（CDs）的簡便方法，并利用可視化效果展示了碳點(diǎn)良好的熒光調(diào)控現(xiàn)象。以一種經(jīng)濟(jì)的陽離子表面活性劑-十六烷基氯化吡啶（CPC）作為唯一碳源，制得的碳點(diǎn)在藍(lán)色，綠色，黃色和白色范圍內(nèi)均顯示出與激發(fā)光有關(guān)的發(fā)射行為。在雙重發(fā)射碳點(diǎn)體系（W-CDs）中，短波長發(fā)射表現(xiàn)了獨(dú)特的激發(fā)依賴性熒光行為，而長波長發(fā)射卻保持不變，因此，W-CDs具有依賴于激發(fā)光的比率雙發(fā)射性質(zhì)。僅通過簡單地切換激發(fā)波長（在50 nm之內(nèi)），即可在冷白光和暖白光區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熒光顏色調(diào)控（W-CDs熒光調(diào)控參數(shù)d = 0.115）。與那些依賴于激發(fā)光的單發(fā)射碳點(diǎn)相比，雙發(fā)射碳點(diǎn)的熒光波動性增加了62％?460％。
這種獨(dú)特的特性還可以利用雙發(fā)射碳點(diǎn)進(jìn)一步構(gòu)筑CDs/PMMA復(fù)合薄膜，以便在視覺上檢測UV區(qū)域中的特定波長。依據(jù)靜電作用，碳點(diǎn)還可以與小牛胸腺DNA結(jié)合，用于手性研究和多通道生物成像。這些結(jié)果為開發(fā)易于使用的材料發(fā)光調(diào)控技術(shù)提供了新的視角。
這一成果近期發(fā)表在Nanoscale上，論文的第一作者為碩士生鄭棟瀟。論文跟生物成像有關(guān)的實(shí)驗(yàn)部分也得到了丁建東教授課題組的合作支持。論文詳見https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/D0NR01882A#!divAbstract
朱亮亮課題組多年來從事功能自組裝發(fā)光材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，致力于運(yùn)用超分子組裝和功能刺激響應(yīng)行為（特別是光刺激）進(jìn)行材料在化學(xué)層面的發(fā)光模式調(diào)控。（更多信息參見朱亮亮課題組網(wǎng)站：http://zll.fudan.edu.cn/）
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