長春光機(jī)所研制出基于碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)定強(qiáng)熒光復(fù)合材料

　　近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員曲松楠課題組首次研制出基于碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)定、強(qiáng)熒光復(fù)合材料，該工作利用靜電誘導(dǎo)自組裝過程，通過碳納米點(diǎn)表面電荷逐步靜電吸附離子并原位形成無機(jī)包覆層，實(shí)現(xiàn)具有超高穩(wěn)定性、強(qiáng)發(fā)光的碳納米點(diǎn)復(fù)合材料，在開發(fā)基于碳納米點(diǎn)的光電器件領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。該成果發(fā)表在國際期刊Small上（Small, DOI: 10.1002/smll.201602055），第一作者為助理研究員周鼎。該工作獲得了中科院卓越青年科學(xué)家項(xiàng)目、吉林省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才及團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重大創(chuàng)新項(xiàng)目等的支持。

　　發(fā)光碳納米點(diǎn)是近十年發(fā)展起來的一類重要發(fā)光材料。大量研究表明其具有良好的光穩(wěn)定性、優(yōu)異的發(fā)光性質(zhì)、低廉的制備成本、良好的生物相容性等優(yōu)勢，引起國際上的廣泛關(guān)注，其在生物成像、傳感、催化、激光、光電器件及照明等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。然而，碳納米點(diǎn)在白光照明中的應(yīng)用進(jìn)展緩慢，主要問題是碳納米點(diǎn)在固態(tài)時(shí)存在嚴(yán)重的聚集引起熒光淬滅問題，不能在固態(tài)照明器件中應(yīng)用。針對這一難題，課題組采取碳納米點(diǎn)表面逐步靜電吸附離子并原位形成無機(jī)包覆層的解決方案。利用碳納米點(diǎn)表面電荷逐步靜電吸附鋇離子以及硫酸根離子，最終原位形成硫酸鋇包覆碳納米點(diǎn)的強(qiáng)熒光復(fù)合材料（熒光量子效率27%）。該復(fù)合材料能夠在經(jīng)過300°C處理后保持90%以上的熒光性質(zhì)，并且在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有機(jī)溶劑中保持穩(wěn)定。基于這種優(yōu)良的穩(wěn)定性以及強(qiáng)熒光性質(zhì)，該復(fù)合材料可以作為顏色轉(zhuǎn)換層應(yīng)用于發(fā)光二極管照明光源（LEDs）中，通過調(diào)節(jié)復(fù)合材料的比例可以實(shí)現(xiàn)不同色溫的白光LEDs。

　　基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇的高效復(fù)合材料制備示意圖

　　基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇的高效復(fù)合材料的（a）室光及（b）紫外光下照片（c）復(fù)合材料的發(fā)光光譜（d-f）在不同激發(fā)波長下，熒光顯微鏡照片

　?。╝）單純碳納米點(diǎn)的熱失重曲線（b）復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度隨溫度變化曲線（c）復(fù)合材料在不同溫度下的熒光顯微鏡照片（d）熒光色素鈉在不同溫度下的熒光顯微鏡照片

　　基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇高效復(fù)合材料的發(fā)光LEDs照片