Longa vida à temperatura ambiente, devido ao processo original emissão de material luminescente é amplamente utilizado no campo da nova geração de dispositivos optoelectricos, de segurança óptica, / sensores biológicos químicos, imagiologia resolvida no tempo, etc. No entanto, nas últimas décadas para desenvolver a temperatura material de luz de longa vida emissores (incluindo pequenas moléculas orgânicas, complexos de metais de transição e raro material de luminescência longa baseada em terra) têm, geralmente, complexo processo de purificação preparado requer materiais de partida caros, a toxicidade potencial ou condições adversas para produzir uma vida longa e outros inconvenientes. Assim, o desenvolvimento de fácil preparação, custo econômico, baixa toxicidade, e sob condições ambientais normais com um material de longa duração é emitida pelo campo de pesquisa, há uma necessidade urgente de resolver o problema.
-Carbono baseado material emissor de luz (carbono) são os pontos desenvolvida nos últimos anos uma nova classe de material luminescente, uma vez que o processo é simples preparação, um fotofísicas estável purificada e propriedades químicas, propriedades de emissão função modificação ajustável, fácil, e um polímero solúvel em água biocompatível boas e outras vantagens, desde 2004 foi encontrado para ser preocupação pesquisadores generalizados, e mostrou grandes aplicações potenciais em muitos campos de sensoriamento químico / biológico, imagiologia biológica, diagnóstico e tratamento médico, dispositivos fotocatalíticos e fotovoltaicos, etc. no entanto, a pesquisa que nos últimos anos focada sobre a regulamentação da exploração e propriedades de fluorescência de preparação, mecanismo de luminescência e aplicações potenciais de tais materiais, ao longo da vida emissor de luz propriedades de sua pesquisa ainda é relativamente limitada.
A fim de expandir ainda mais as áreas de aplicação do ponto de carbono e resolver os problemas atuais no campo de temperatura ambiente de pesquisa de longa duração materiais emissores de luz, desde 2015, Ningbo Instituto de Engenharia de Materiais Tecnologia, Academia Chinesa de Ciências Linheng Wei Chiang Kai-doutoramento grupo de pesquisa em torno da temperatura ambiente, pontos de carbono ao longo da vida controle de emissão e aplicação lançou uma série de trabalho.
Estudos anteriores mostraram que grupo de pesquisa, e tendo um ponto de característica de emissão de fluorescência de dois fotões com base em uma fonte de carbono preparado carbono-fenilenodiamina (Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 5360-5363). 2015 anos por eles álcool polivinílico (PVA) complexos, ligações de hidrogénio entre as moléculas de PVA para o local de interacção de carbono, carbono suprimir o ponto do centro de rotação das transições de radiação, de vibração e de tripletos excits estável não-radiativos estado excitado tripleto, para atingir um ponto de temperatura de carbono longo tempo de vida de fosforescência próprio local de ligação de carbono das emissões. tem propriedades luminescentes de fluorescência de dois fotões, relatada pela primeira vez as características de emissão de carbono pontos triplos (de fluorescência superior e inferior e de conversão de fosforescência) como as suas potenciais aplicações em tripleto tinta de segurança (fig. 1) trabalho relacionado publicado na revista "German Applied Chemistry" (Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 7231-7235) para formar papéis VIP e de cobertura.
Embora o trabalho acima, para alcançar uma temperatura de emissão de fosforescência ponto-carbono longa vida, mas apenas foi observada em estado sólido seco. Isto é devido à ligação de hidrogénio das moléculas de água susceptíveis de serem danificados, que não é possível obter uma dispersão de carbono ponto o longo tempo de vida de emissões. a fim de expandir o ponto faixa de aplicação rt emissão de carbono longa vida, eles são inovadores em 2016 propõe a utilização de ligações covalentes (ligações de hidrogênio em vez do usual) ponto estável estado animado ideia carbono fixado facilmente dispersos em nanosica água (nSiO2) superfície devido à ligação covalente com uma interacção mais forte do que a ligação de hidrogénio, e o ponto de ligação de nSiO2 de carbono que não são facilmente destruídas, a primeira vez que um ponto de luz de longa vida emissores C sob as condições do sistema em uma dispersão aquosa de (2) além disso, uma vez que a interacções covalentes fortes, de tal modo que o estado singuleto animado do ponto C é reduzida e o intervalo de banda (ΔEST) entre o estado tripleto, é mais uma prova do sistema de material exposto longo tempo de vida de emissão de fluorescência retardada baseia-se, mas o emissor de luz porção do fósforo que compreende componentes de mistura. Finalmente, o uso de longa vida propriedades de emissão de luz do sistema de afectar as características de vapor de água é menor, e o ponto de ligação de carbono PVA hidrogénio compósito Propriedades danificadas vapor de água, para atingir um teor de humidade de informação sensível múltiplas aplicações de criptografia. Trabalhos relacionados publicado na revista "matérias químicas" (Chem. Mater. 2017, 29, 4866? 4873).
Enquanto que o ponto de trabalho anterior para atingir o estado de carbono sólido e de dispersão de água do ambiente de emissões de vida longa, mas os quais são, essencialmente, com base no composto com outros materiais, o que limita o âmbito da sua aplicação prática e flexibilidade, em certa medida, assim o próprio desenvolvimento de carbono ponto tem uma temperatura ambiente por um longo características de emissão de vida é de grande importância desde 2017, com a investigação relacionada materiais temperatura ambiente tradição fosforescência, eles especulam, ponto de carbono preparado se são esperadas as seguintes condições para ser de longa vida light-emitting propriedades :. ① ponto de carbono tem uma estrutura amorfa ou de um polímero, tal como estruturas de emissão de luz de matriz podem ser incluídos no centro do seu isolamento eficaz, fixas de processo, não-radiativos é suprimida; ② oxigénio carbono ponto rico (C = o e OH), N (C = N e NH2) ou de halogéneo (Br, I), grupos funcionais, estes grupos, por um lado como o centro de emissão de potencial, enquanto um hidrogio ou ligao eficaz de halogéneo, para estabilizar ainda mais o tripleto animado; ③ sítio do carbono compreende dopado com B, N, P ou um elemento de halogénio, estes elementos podem induzir acoplamento spin-órbita mais forte, para aumentar a passagem intersistema para o estado animado e promover mais triplo A produção de estados.
Com base na ideia de cima, TF irradiação de microondas método de tratamento térmico de solução de ácido fosfórico aquoso a etanolamina, tem uma vida longa é obtido (1,46 segundos, visíveis mais de 10 segundos) à temperatura ambiente ponto de emissão de fosforescência de carbono. Outros estudos têm mostrado que o ponto-carbono uma estrutura amorfa, a presença de partículas pode ser gerada nos grupos de ligação de hidrogênio e N, P pode ser a razão por que o local de carbono dopado com elemento gerando fosforescência longa vida à temperatura ambiente. neste trabalho atinge eficiente (conversão de luz de longa duração ponto emitindo sobre as propriedades de carbono 70%) e conveniente (5 minutos de aquecimento por microondas), grama (2,8 g) foi preparado (Figura 3). os resultados da pesquisa recente, publicado na revista "Alemão Applied Chemistry" (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, DOI : 10.1002 / anie.201802441).
Ao mesmo tempo, a fim de clarificar a causa de fosforescência tempo de vida longo à temperatura ambiente do sistema de ponto de carbono, para atingir um ponto de transição do material de carbono preparado a partir da substância fosforescente a fosforescência de longa duração por método de aquecimento por passos (180 ℃ e 280 ° C.] C), e, consequentemente, um estudo mais aprofundado este tipo de carbono ponto de mudança estrutural no processo de fabrico e fosforescência tempo de vida longo, à temperatura ambiente pode ser a causa. os resultados da estimativa de caracterização do produto obtido é aquecida em dois passos, a uma temperatura de aquecimento relativamente baixa (180 [deg.] C), as moléculas de matéria-prima ( etilenodiamina / etanolamina com ácido fosfórico) condensação principalmente desidratação, polimerização e o outro produto químico reacções de reticulação, de fluorescência e um polímero tendo uma estrutura de pontos de carbono por reticulação princípio de fluorescência melhorada (sem emissão de fosforescência de vida longa); ponto que não o carbono de fósforo processamento a alta temperatura (280 ° C.] C), a estrutura do polímero compreende um adicional de desidratação ocorre de carboneto, um produto químico de reticulação reacção com características de emissão de carbono do ponto de fósforo. eles especulam que a emissão de fosforescência é principalmente devido ao tratamento a alta temperatura (280 ℃ ) para gerar uma estrutura mais densa, favorecem a formação de ligações de hidrogénio dentro da partícula, e ainda por suprimir a rotação livre durante a transição e não radiativa contém luminóforos tripleto estável estado animado, resultando em emissões fosforescentes eficiente. Em adição, as experiências comparativas mostram que a N, P emissor dopado desempenha um papel chave no tipo de vida longo do sistema de ponto-de carbono.
Este trabalho não só para ilustrar ainda mais o processo de geração e possíveis fontes do tipo de sistema de ponto de carbono longa vida de emissão de fosforescência, mas também pela primeira vez um material responsivo estímulo tendo uma fosforescência geradora de calor. Com esta (material fluorescente é característica específica sala de aquecimento em um material fosforescente de longa duração), para explorar as suas potenciais aplicações em áreas de segurança e informações de proteção de alto nível (Figura 4). os resultados de pesquisas recentes publicados na revista "materiais avançados" (Adv. Mater., 2018, 1.800.783).
Mais trabalho foi apoiado pela National Natural Science Foundation, a Fundação de Ciência Natural da província de Zhejiang, Fundo Cidade Ningbo, KC Fundação Wong Educação e Chongqing formar projetos inovadores.
Figura 1 (Esquerda) Preparação de Pontas de Carbono e Fluorescência de Conversão Up-Down e Fosforescência Emissões triplas de Filmes Compostos de PVA (Direita) Aplicação Potencial de Tintas Tri-Anti-Falsificação
Figura 2 Preparação de pontos de carbono e sua ligação covalente com nSiO2 para alcançar luminescência de longa vida que pode ser dispersa em água (solução aquosa de RhB Propriedades luminescentes como controle)
Fig. 3 Propriedades luminescentes de alta eficiência, preparação de grama e longa duração de pontos de carbono fosforescentes de temperatura ambiente de vida ultralonga
Figura 4 Pontos de carbono com resposta térmica à fosforescência e suas possíveis aplicações em proteção de informação e combate à falsificação
