又一歷史性突破！超小高性能發(fā)光納米顆粒研究取得突破

記者9月15日從黑龍江大學(xué)獲悉，黑龍江大學(xué)許輝教授和新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在納米發(fā)光材料領(lǐng)域取得重要突破，在國際上首次證明了配體對(duì)納米粒子發(fā)光性質(zhì)的長(zhǎng)距離(約5納米)調(diào)控作用，并揭示了基于配位場(chǎng)作用的納米粒子表面電子態(tài)重構(gòu)機(jī)制，為基于配體工程的雜化納米發(fā)光材料構(gòu)建提供了關(guān)鍵理論依據(jù)和全新思路。相關(guān)成果9月10日發(fā)表在國際頂尖期刊《自然•光子學(xué)(Nature Photonics)》。

這是黑龍江省高校作為第一完成單位的成果首次登上《自然•光子學(xué)》，是黑龍江大學(xué)科學(xué)研究所取得的又一次歷史性重大突破，為80周年校慶獻(xiàn)上了一份厚禮。

據(jù)許輝介紹，超小稀土摻雜納米發(fā)光顆粒具有發(fā)光色純度高、譜帶多、范圍廣、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，在超分辨顯示、遠(yuǎn)程診療、生物標(biāo)記等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。但，小尺寸納米顆粒往往遭受嚴(yán)重的表面猝滅作用，限制了這類材料在低濃度和高分辨率環(huán)境下的應(yīng)用。通常認(rèn)為，顆粒表面的有機(jī)配體可以通過物理阻隔的方式抑制表面猝滅。這種認(rèn)識(shí)大大限制了從配體功能化的角度發(fā)展具有優(yōu)異發(fā)光性能的有機(jī)無機(jī)復(fù)合納米光學(xué)體系。因此，對(duì)此類納米材料表面猝滅機(jī)制的研究具有極為重要的理論意義。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)通過具有特殊配位模式的有機(jī)配體，可在納米顆粒表面形成長(zhǎng)程場(chǎng)作用，從而激活表面被猝滅的發(fā)光離子，優(yōu)化納米顆粒中的能量傳遞過程，從而大幅度增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。這一效應(yīng)可將10納米尺寸內(nèi)的納米顆粒發(fā)光強(qiáng)度增加超過3000倍。這一結(jié)果表明配體對(duì)納米顆粒表面電子態(tài)具有顯著的調(diào)控作用，顛覆了只考慮配體物理阻隔作用的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，形成了對(duì)配體作用，局部與整體相結(jié)合的全面理解，為超小納米顆粒在生物、顯示、防偽和探測(cè)等諸多國民科技經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。(記者李麗云)