开发磷光多色碳点的新方法

近日，中国科学院合肥物质科学研究院蒋长龙研究组设计了一种制备碳化聚合物纳米点的新方法，该纳米点能够发出从蓝到绿的多色超长室温磷光(RTP)。

“这些材料在防伪和信息加密方面具有潜在的应用前景。”团队成员张启鹏说。

该研究成果发表在 《Advanced Science》杂志上。

RTP 材料即使在移除光源后也会发光，这使得它们对于安全功能、数据保护、显示和医学成像等各种用途都很有价值。碳点(CD)是一种RTP材料，以其易于制造、光下稳定且安全而闻名。但由于非辐射能量损失，用 CD 制造明亮且持久的 RTP 材料非常困难。此外，很难从单一碳点材料中获得不同的磷光颜色，限制了它们的使用。因此，开发多色、长寿命、高量子产率的RTP碳点材料势在必行。

本研究开发的方法是利用邻苯二胺(oPD)和聚丙烯酸(PAA)水热合成法合成碳化聚合物纳米点。研究人员将一些称为邻苯二胺(oPD)和聚丙烯酸(PAA)的化学物质在热水中混合在一起形成这些点。然后，他们用氧化硼(B 2 O 3)烘烤这些点，使它们长时间发光，从蓝色变成绿色。

由于氮元素的掺杂，添加oPD使这些CD发出不同的磷光颜色。 PAA 是一种长链分子，使这些 CD 的作用与其他由聚合物制成的碳化聚合物纳米点一样。这些聚合物的长链交联结构通过共价键和氢键将发光基团固定在碳化聚合物点内，减少非辐射损失，从而增强碳点的磷光。

氧化硼就像 CD 周围的硬壳一样，也有助于防止磷光能量的非辐射损失。碳点内部的交联聚合物结构及其刚性外壳的协同效应使这些碳点表现出优异的磷光，可见光持续时间长达49秒，最大磷光量子产率为19.5%。它们还表现出显着的抗光漂白能力。因此，这些碳点材料在防伪和信息加密方面具有广阔的应用前景。

该团队表示，这项研究不仅提高了我们对 RTP 材料的理解，还为创建用于安全和数据保护的多功能高性能材料铺平了道路。