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朱亮亮课题组利用刚性前驱体策略实现高发光量子产率的两亲性碳点合成
2017-12-14 | 【】【关闭

荧光作为一种以光子形式从激发态辐射跃迁回归的形式,即使在很多能级匹配的材料中,也经常由于各种内外环境竞争作用被其它形式的能量作用取代从而削弱或者淬灭。在有机电子的范畴中,人们常常通过分子工程的手段打造刚性和共平面性的化学结构以束缚分子的振动转动能量损失来提高荧光发射效率。跟有机发光材料相比,量子点一般具有更好的荧光量子产率和更纯的发光颜色谱带等优点,为很多光电领域的专家学者所青睐。其中,碳点作为一类低毒的纳米晶发光材料,在有机和活体相关的应用方面更具优势。自2004年以来,虽然有关碳点的研究也经历了十几载的蓬勃发展,然而两亲性碳点的荧光量子产率一直很难做高,这也许跟两亲性碳点的化学结构中具有极性和电荷分离特征,更容易竞争性削弱材料的发光效率有关。

鉴于有机电子的一些基本理念,复旦大学高分子科学系朱亮亮课题组尝试利用刚性前驱体策略来提高两亲性碳点的发光量子产率。在碳点母核自身结构和性质不易进一步加工的时候,转而通过前驱体配体的刚性衍生的方法来强化整个材料体系的发光能力。通过实验优化,发现脱水缩合剂HATU具有较好的共平面结构和分子两亲性,利用HATU作为前驱体通过溶剂热法制备的碳点具有非常可观的荧光量子效率。同时在这种碳点的制备过程中参杂金属离子能够使其均一度、规整性和结晶度进一步强化。这种双亲性碳点在兼具水溶性、低毒性、生物匹配性的同时,其荧光发射波长还具有激发依赖性,在生物成像过程中能够利用不同通道进行观察,从而可以更好得配合其它分析、检测和诊疗任务等。

 

该项研究已在线发表在综合类化学期刊Chemical Science上,详见DOI: 10.1039/C7SC04607C, online 12 Dec 2017.

(http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc04607c#!divAbstract)

博士后赵佩为论文第一作者。该工作涵盖有机-无机复合杂化功能材料和多学科应用背景,其中的理论计算部分和生物成像测试部分分别得到了瑞典KTH研究所和华东理工大学的支持与帮助。

(更多信息参见朱亮亮课题组网站:http://www.polymer.fudan.edu.cn/polymer/research/zhull/)


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