朱亮亮課題組利用剛性前驅(qū)體策略實(shí)現(xiàn)高發(fā)光量子產(chǎn)率的兩親性碳點(diǎn)合成
熒光作為一種以光子形式從激發(fā)態(tài)輻射躍遷回歸的形式，即使在很多能級(jí)匹配的材料中，也經(jīng)常由于各種內(nèi)外環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)作用被其它形式的能量作用取代從而削弱或者淬滅。在有機(jī)電子的范疇中，人們常常通過(guò)分子工程的手段打造剛性和共平面性的化學(xué)結(jié)構(gòu)以束縛分子的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能量損失來(lái)提高熒光發(fā)射效率。跟有機(jī)發(fā)光材料相比，量子點(diǎn)一般具有更好的熒光量子產(chǎn)率和更純的發(fā)光顏色譜帶等優(yōu)點(diǎn)，為很多光電領(lǐng)域的專家學(xué)者所青睞。其中，碳點(diǎn)作為一類低毒的納米晶發(fā)光材料，在有機(jī)和活體相關(guān)的應(yīng)用方面更具優(yōu)勢(shì)。自2004年以來(lái)，雖然有關(guān)碳點(diǎn)的研究也經(jīng)歷了十幾載的蓬勃發(fā)展，然而兩親性碳點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率一直很難做高，這也許跟兩親性碳點(diǎn)的化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有極性和電荷分離特征，更容易競(jìng)爭(zhēng)性削弱材料的發(fā)光效率有關(guān)。
鑒于有機(jī)電子的一些基本理念，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮課題組嘗試?yán)脛傂郧膀?qū)體策略來(lái)提高兩親性碳點(diǎn)的發(fā)光量子產(chǎn)率。在碳點(diǎn)母核自身結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不易進(jìn)一步加工的時(shí)候，轉(zhuǎn)而通過(guò)前驅(qū)體配體的剛性衍生的方法來(lái)強(qiáng)化整個(gè)材料體系的發(fā)光能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)脫水縮合劑HATU具有較好的共平面結(jié)構(gòu)和分子兩親性，利用HATU作為前驅(qū)體通過(guò)溶劑熱法制備的碳點(diǎn)具有非?？捎^的熒光量子效率。同時(shí)在這種碳點(diǎn)的制備過(guò)程中參雜金屬離子能夠使其均一度、規(guī)整性和結(jié)晶度進(jìn)一步強(qiáng)化。這種雙親性碳點(diǎn)在兼具水溶性、低毒性、生物匹配性的同時(shí)，其熒光發(fā)射波長(zhǎng)還具有激發(fā)依賴性，在生物成像過(guò)程中能夠利用不同通道進(jìn)行觀察，從而可以更好得配合其它分析、檢測(cè)和診療任務(wù)等。
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該項(xiàng)研究已在線發(fā)表在綜合類化學(xué)期刊Chemical Science上，詳見(jiàn)DOI: 10.1039/C7SC04607C, online 12 Dec 2017.
(http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc04607c#!divAbstract)
博士后趙佩為論文第一作者。該工作涵蓋有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合雜化功能材料和多學(xué)科應(yīng)用背景，其中的理論計(jì)算部分和生物成像測(cè)試部分分別得到了瑞典KTH研究所和華東理工大學(xué)的支持與幫助。
（更多信息參見(jiàn)朱亮亮課題組網(wǎng)站：http://www.polymer.fudan.edu.cn/polymer/research/zhull/）
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