广角新闻论坛争鸣视频在线生色画报纽约时间:Tue Sep 19 14:57:53 2017 我的关于  


广角新闻 —> 科 教
纳米光学革命正在到来
信源:科学网|编辑:2017-09-13| 网址:http://www.popyard.org     抄送朋友打印保留

【八阕】一个劳动人民群众喜闻乐见的好地方:http://www.popyard.org
【八阕】郑重声明:本则消息未经严格核实,也不代表《八阕》观点。[服务使用须知]【八阕】一个劳动人民群众喜闻乐见的好地方:http://www.popyard.org

广告资讯

去年3月2日,《自然》杂志发表一篇新闻深度分析文章,预测“纳米光学革命”的来临(“The nanolight revolution is coming” Nature, 2016, 531, 26.)。量子点(quantum dots)和聚合物点(polymer dots)是一直备受关注的纳米发光材料,而具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)特性的纳米粒子(AIE dots)则是发光材料研究领域的一支新秀。

量子点是一种重要的零维纳米半导体,能够用于许多重要的领域,如光电、光伏、生物、医疗等。但它存在两个问题:第一,量子点的种类有限、合成复杂、稳定性差。第二,量子点存在聚集导致发光淬灭(aggregation-caused quenching, ACQ)效应。比如悬浮在水中的纳米粒子,一旦失去包覆的表面活性剂,纳米粒子就会形成不发光的聚集体。聚合物点是高分子聚集体,也存在ACQ问题。当高分子链在水介质中紧密聚集时,分子链间相互作用增强,导致其发光减弱甚或完全消失。

我们常用的有机发光材料多为小分子,其ACQ问题也很严重。举个例子,荧光素是一种合成染料,当其浓度很稀的时候,荧光素的发光效率为100%;但当浓度增加至10%左右时,其分子发生聚集,发光量子产率降至0%,也就是完全不发光了。生物体系的介质为水,而很多有机染料都会在水中自然聚集。显然,ACQ效应是一个令人烦恼的问题。

我们课题组研究的聚集诱导发光体系与上述传统体系完全相反。2001年,我们观察到一些噻咯分子在溶液中几乎不发光,而在聚集状态发光大大增强。因为发光增强是由聚集所引起的,故我们将此现象定义为AIE。

我们研究了典型的AIE分子六苯基噻咯(hexaphenylsilole, HPS)。在溶液中,HPS分子外围的苯环可以通过单键绕中心的噻咯环自由旋转。这种运动消耗激发态的能量,因而猝灭HPS分子的荧光。在聚集态,HPS分子的螺旋桨式构型可以防止π-π堆积和荧光猝灭;同时由于空间限制,分子内旋转受到很大阻碍。这种分子内旋转受限(restriction of intramolecular rotation, RIR)抑制激发态的非辐射衰变过程,打开辐射跃迁渠道,从而使HPS聚集体高效发光。

为了验证RIR工作机制,我们通过改变外部环境(降低温度、增大黏度和施加压力等),或者对分子结构本身进行修饰(利用共价键等锁住外围的转子),使分子内旋转不容易进行。在这些条件下,AIE分子发光增强,从而证实分子内旋转受限的确是导致荧光增强的原因,即RIR过程是AIE效应的主因。

| 共 2 页: 1 2 |

【八阕】郑重声明:本则消息未经严格核实,也不代表《八阕》观点。  抄送朋友 | 打印保留 【八阕】一个劳动人民群众喜闻乐见的好地方:http://www.popyard.org

© 2017 八 阕 PopYard―a way to work and talk    广告联盟 | 隐私政策