ユニーク発光物質放出プロセスに室温で長寿命が広く長寿命の発光材料の温度を開発するために、光電子デバイス、光学セキュリティなど化学的/生物学的センサ、時間分解イメージング、しかし、過去数十年の新世代の分野で使用されています(有機小分子、遷移金属錯体及び希土類系長残光性材料を含む)は、一般的に有する複合調製精製処理は、長寿命および他の欠点を生成するために、潜在的な毒性又は過酷な条件を、高価な出発物質を必要とする。したがって、容易製剤の開発を、従来の環境条件下でのコスト効率、低毒性、および長寿命の放出物質は、この分野における最も重大な問題である。
炭素系発光材料(炭素)プロセスは、精製、安定した光物理的および化学的性質を調製する単純であるので、発光特性調整可能な、簡単な修正機能近年、発光物質の新しいクラスを開発した点であり、水溶性の生体適合性良いと他の利点は、2004年から広範な懸念の研究者があることが判明、および化学/生物学的センシングの多くの分野、生物学的イメージング、医療診断や治療、光触媒および光起電装置などに大きな潜在的なアプリケーションを示したが、研究誰探査と準備の蛍光特性、発光メカニズムとそのような材料の潜在的な用途の規制に焦点を当て、近年では、その研究の長寿命の発光のプロパティは、まだ比較的限られています。
さらに2015年以来、カーボンポイントの応用分野を拡大し、研究の室温長寿命の発光材料の分野における現在の問題を解決するために、材料技術・エンジニアリングの寧波研究所、室温、長寿命炭素ポイントの周りの中国科学アカデミーのLinheng魏蒋介石博士課程の研究グループ開始規制とアプリケーションは一連の作業を行った。
初期の研究は、その研究基を示し、炭素 - フェニ作製した炭素源(Angew。CHEM。のInt。編、2015、54、5360から5363)に基づいて、二光子蛍光発光を有する特徴点。2015年それらによってポリビニルアルコール(PVA)錯体は、相互作用の炭素部位にPVAの分子間の水素結合は、炭素が三重項状態励起放射線、振動及び三重項励起子安定な非放射遷移の回転中心点を抑制、炭素の温度点を達成するために長寿命のリン光発光。炭素結合部位自体は、二光子蛍光の発光特性を有する第一のセキュリティインクトリプレットにおけるそれらの潜在的なアプリケーション(図1)のような炭素三重点(上下の蛍光及び燐光変換)の発光特性を報告しました雑誌に掲載された関連の仕事は、VIPとカバーの論文を形成する(Angew。CHEM。のInt。エド。2016、55、7231から7235)「ドイツは、化学を適用します」。
上記の研究は、室温でカーボンドットの長寿命燐光発光を達成したが、水分子の影響により水素結合が壊れ易く、分散液中にカーボンドットを得ることができないため、乾いた状態でしか観察できない。室温の長寿命の排出炭素排出範囲を拡大するために、彼らは2016年に革新的に、(通常の水素結合の代わりに)共有結合を使用して、容易に分散した炭素点の発想状態を安定させることを提案した共有結合は水素結合との相互作用が強く、炭素点とnSiO 2との結合が破壊されにくくなり、水分散系における炭素ドットの長寿命発光が初めて得られる。 (図2)さらに、共有結合相互作用が強くなるため、励起された一重項状態と三重項状態との間のバンドギャップ(ΔEST)が減少し、物質系が長寿命発光は、蛍光の遅延に基づいていますが、部分燐光の混合物を含んでいます。最後に、システムの長寿命ルミネッセンス特性は、カーボンドットおよびPVA複合水素結合と組み合わせた水蒸気の影響を受けにくい。水分に敏感な情報、複数の暗号化アプリケーションを達成するために水蒸気破損してプロパティ、。関連作業誌に発表された「化学物質」(CHEM?4873。マーテル。2017、29、4866)。
以前の研究ポイントは、長寿命の発光環境の固体炭素と水分散を達成するために、本質的にので、ある程度それらの実用性と柔軟性の範囲を制限する他の材料との複合材料、に基づいているながら点炭素開発自体が長寿命の発光特性のために、室温は、関連研究伝統室温燐光材料と、2017年以来、非常に重要であるものであり、それらは、以下の条件が長寿命の発光特性であると予想される場合に調製点炭素を推測:.①ポイントカーボンは、非晶質構造を有するか、またはそのようなマトリックス発光構造として重合体は、その効果的な分離の中心に含まれていてもよい、固定、非放射プロセスが抑制され、②炭素酸素リッチ点(C = OとOH)、N効果的な水素又はハロゲン結合は、さらに励起三重項を安定させながら(C = N及びNH 2)またはハロゲン(BR、I)官能基、電位発光中心として、一方で、これらの基は、③炭素部位を含みますBがドープされた、N、P、ハロゲン元素は、これらの要素は、より強いスピン軌道結合を誘導することができる励起状態への項間交差を高めるために、より三重育成します状態の生産。
上記の考え方に基づいて、TFマイクロ波照射加熱処理法、エタノールアミンリン酸水溶液は、長寿命、炭素の室温燐光発光点で(1.46秒、可視10秒以上)が得られた。さらに、研究は、炭素ポイントを示していますアモルファス構造、粒子の存在は水素結合基とNで生成することができ、Pは、元素添加炭素部位は室温で燐光長寿命を生成することが理由であってもよい。この作業は、効率的な実現(長寿命の光の変換は炭素のプロパティに関する点を発します70%)と、グラム(2.8グラム))5分マイクロ波加熱(便利に調製した(図3)。ジャーナルに掲載された最近の研究の結果は(Angew。CHEM。のInt。エド。2018、DOI "ドイツは、化学の適用しました" :10.1002 / anie.201802441)。
同時に、段階的な加熱方法により長寿命燐光と蛍光体から調製された炭素材料の転移点を達成するために、室温炭素ポイントシステムで長寿命の燐光の原因を明確にするために(180℃および280℃)、それに応じてさらに研究室温での製造プロセスにおける炭素構造変化点と長寿命の燐光このタイプの原因であってもよい。得られた生成物の特性の推定結果は、比較的低い加熱温度(180℃)で、二段階で加熱され、原料分子(リン酸と/エタノールアミン、エチレンジアミン)主に脱水縮合重合および他の化学的架橋反応、蛍光及び()長寿命のリン光発光なし増強蛍光原理を架橋して炭素ドット構造を有する重合体;点蛍光炭素以外高温処理(280℃)では、高分子構造の脱水炭化、架橋などの化学反応により燐光発光特性を有する炭素ドットが生成され、燐光発光は主に高温処理(280℃ )粒子内の水素結合の形成に有利で、より緻密な構造を生成し、さらに遷移を介して自由回転を抑制することにより、及び非発光は発光団を含有します効率的な燐光発光が得られる安定した三重項励起状態、。また、比較実験では、Nは、Pドープされたエミッタは、炭素 - ポイントシステムの長寿命型において重要な役割を果たしていることを示しています。
さらに長寿命の燐光発光型炭素ポイントシステムだけでなく、初めての発熱燐光を有する刺激応答性物質の発生及び可能なソースのプロセスを説明する。この特定の特徴により、この作業だけでなく、(蛍光物質でありますこの研究の結果は、最近「Advanced Materials」誌(Adv。Materials、2018)に掲載されています(図4)。 1800783)
より多くの仕事は国家自然科学基金、浙江省寧波市基金、KCウォン教育財団と重慶大学院革新的なプロジェクトの自然科学財団によってサポートされていました。
図1(左)カーボンドットの作成とアップダウン変換蛍光と燐光によるPVA複合フィルムの三重放出;(右)トリプル偽造防止インクの潜在的応用
図2カーボンドットの作製と、水に分散可能な長寿命のルミネッセンスを得るためのnSiO2との共有結合(RhB水溶液、対照としての発光特性)
図3超長寿命室温燐光カーボンドットの高効率、グラム調製および長寿命発光特性
図4燐光に対する熱応答と情報保護と偽造防止への潜在的な応用を伴うカーボンドット