記者9月20日從黑龍江大學(xué)獲悉，該校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，在納米發(fā)光材料領(lǐng)域取得重要突破：他們首次證明了配體對納米粒子發(fā)光性質(zhì)的長距離（約5納米）調(diào)控作用，并揭示了基于配位場作用的納米粒子表面電子態(tài)重構(gòu)機(jī)制，為基于配體的雜化納米發(fā)光材料的構(gòu)建提供了全新思路。相關(guān)成果發(fā)表在國際頂尖期刊《自然·光子學(xué)》上。
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，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。但小尺寸納米顆粒常會遭受嚴(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。但這種認(rèn)識大大限制了從配體功能化的角度發(fā)展具有優(yōu)異發(fā)光性能的復(fù)合納米光學(xué)體系。因此，對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程場作用，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)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3000余倍。這一結(jié)果表明，配體對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，形成了對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、防偽和探測等諸多重要領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
責(zé)任編輯：任九
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