Larga vida a temperatura ambiente debido al proceso luminiscente única emisión de material se utiliza ampliamente en el campo de la nueva generación de dispositivos optoelectrónicos, seguridad óptica, / sensores biológicos químicos, proyección de imagen de resolución temporal, etc. Sin embargo, las últimas décadas para desarrollar la temperatura del material de luz de larga duración que emiten (incluyendo moléculas orgánicas pequeñas, complejos de metales de transición y el material de largo resplandor a base de tierras raras) tienen generalmente complejo proceso de purificación preparado requiere materiales de partida caros, la toxicidad potencial o condiciones duras para producir una larga vida y otras deficiencias. Por lo tanto, el desarrollo de fácil preparación, coste económico, baja toxicidad y bajo condiciones ambientales normales con un material de larga duración se emite por el campo de la investigación existe una necesidad urgente de abordar el problema.
a base de carbono de material emisor de luz (de carbono) son los puntos desarrollado en los últimos años una nueva clase de material luminiscente, ya que el proceso es sencillo preparar una, fotofísico estable purificada y propiedades químicas, propiedades de emisión función de modificación ajustable, fácil, y una soluble en agua biocompatible buenas y otras ventajas, desde el año 2004 se encontró que era refieren a los investigadores generalizadas, y mostraron grandes aplicaciones potenciales en muchos campos de la detección química / biológica, imágenes biológicas, diagnóstico y tratamiento médico, dispositivos fotovoltaicos y fotocatalíticas, etc. Sin embargo, la investigación quien en los últimos años se centró en la regulación de la exploración y propiedades de fluorescencia de preparación, el mecanismo de luminiscencia y posibles aplicaciones de estos materiales, de larga duración que emite luz propiedades de su investigación es todavía relativamente limitada.
Con el fin de ampliar aún más las áreas de aplicación de punto de carbono y resolver los problemas actuales en el campo de los materiales emisores de luz de larga duración a temperatura ambiente la investigación, ya que el año 2015, Instituto de Ningbo de Ingeniería de Materiales Tecnología, grupo de investigación de la Academia China de Ciencias Linheng Wei Chiang Kai-doctoral en torno a la temperatura ambiente, puntos de carbono de larga duración La regulación de lanzamiento y la aplicación llevaron a cabo una serie de trabajos.
Los primeros estudios mostraron que el grupo de investigación, y que tiene una emisión de fluorescencia punto característico de dos fotones basan en una fuente de carbono preparado de carbono-fenilendiamina (Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 5360 a 5363). 2015 años por ellos alcohol de polivinilo complejos (PVA), enlaces de hidrógeno entre las moléculas de PVA a sitio de carbono de la interacción, carbono suprimir el punto central de rotación de las transiciones por radiación, vibración y triplete excitones estable no radiativa estado excitado triplete, para lograr un punto de carbono temperatura larga vida de emisión de fosforescencia. sitio de unión de carbono en sí tiene propiedades luminiscentes de fluorescencia de dos fotones, informó primero las características de emisión de puntos triples de carbono (fluorescencia superior e inferior y de conversión fosforescencia) como sus posibles aplicaciones en triplete tinta de seguridad (Fig. 1) trabajo relacionado publicado en la revista "Applied Chemistry alemán" (Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 7231-7235) para formar papeles VIP y cubierta.
Aunque el trabajo anterior logró una emisión de fosforescencia de larga duración de puntos de carbono a temperatura ambiente, solo se puede observar en un estado sólido seco porque los enlaces de hidrógeno se dañan fácilmente por la influencia de las moléculas de agua y, por lo tanto, no se pueden obtener puntos de carbono en la dispersión. Para expandir el rango de emisiones de carbono a largo plazo de la temperatura ambiente, propusieron de manera innovadora en 2016 el uso de enlaces covalentes (en lugar de los enlaces de hidrógeno habituales) para estabilizar el estado excitado de la idea del punto de carbono en la nanosílice agua (nSiO2) superficie debido a la unión covalente con una interacción más fuerte que el enlace de hidrógeno, y el punto de unión de nSiO2 de carbono no se destruye fácilmente, la primera vez que un punto C luz de larga vida que emite en las condiciones del sistema en una dispersión acuosa de (Figura 2) Además, debido a la interacción de enlace covalente más fuerte, se reduce la brecha de banda (ΔEST) entre los estados singlete y triplete excitados de los puntos de carbono, lo que demuestra aún más que el sistema material exhibe la emisión de fluorescencia retardada larga vida útil se basa, pero la porción de emisión de luz del fósforo que comprende los componentes de mezcla. Por último, el uso de las propiedades de emisión de luz de larga vida útil del sistema afecta a las características de vapor de agua es menor, y el punto de carbono PVA hidrógeno compuesto de unión Propiedades dañadas vapor de agua, para lograr una información sensible múltiples aplicaciones de cifrado de humedad. Trabajo relacionada publicado en la revista "materias químicas" (Chem. Mater. 2017, 29, 4866? 4873).
Aunque el trabajo anterior logró la emisión de puntos de carbono de larga duración en el medio ambiente de dispersiones sólidas y acuosas, se basa esencialmente en la combinación con otros materiales, lo que en cierta medida limita el alcance y la flexibilidad de su aplicación práctica. el desarrollo de carbono punto en sí tiene una temperatura ambiente durante un largo características de emisión de vida es de gran importancia ya que 2017, con la investigación relacionada con los materiales de fosforescencia temperatura ambiente tradición, especulan, punto de carbono preparado si se espera que las siguientes condiciones para ser de larga duración de emisión de luz propiedades :. ① punto de carbono tiene una estructura amorfa o un polímero, tal como estructuras de emisión de luz de la matriz pueden ser incluidos en el centro de su aislamiento eficaz, proceso fijo, no radiativa se suprime; ② oxígeno de carbono rica punto (C = o y OH), N (C = N y NH2) o halógeno (Br, I) grupos funcionales, estos grupos, por una parte como el centro de emisión de potencial, mientras que un hidrógeno eficaz o un enlace de halógeno, para estabilizar adicionalmente el triplete excitado; ③ sitio de carbono comprende El dopaje de elementos como B, N, P o halógeno puede inducir un acoplamiento espín-órbita más fuerte y mejorar el cruce entre sistemas del estado excitado, promoviendo así más triples. La producción de estados.
Basándose en la idea anterior, la solución acuosa de ácido fosfórico etanolamina TF método de tratamiento térmico irradiación de microondas, se ha se obtiene una larga vida (1,46 segundos, visibles más de 10 segundos) a temperatura ambiente punto de carbono de emisión de fosforescencia. Otros estudios han demostrado que el carbono-punto una estructura amorfa, la presencia de partículas puede ser generado en los grupos de enlaces de hidrógeno y N, P puede ser la razón de que el sitio elemento carbono dopado generación de fosforescencia larga vida a temperatura ambiente. este trabajo logra eficiente (conversión de la luz de larga duración punto emisor acerca de las propiedades de carbono 70%) y conveniente (5 minutos de calentamiento por microondas), gramo (2,8 g) se preparó (Figura 3). los resultados de la investigación reciente publicado en la revista "German aplica Chemistry" (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, DOI : 10.1002 / anie.201802441).
Al mismo tiempo, a fin de aclarar la causa de fosforescencia larga vida útil a temperatura ambiente el sistema de puntos de carbono, para lograr un punto de transición del material de carbono preparado a partir del fósforo para la fosforescencia de larga duración por el método de calentamiento paso a paso (180 ℃ y 280 °.] C), y en consecuencia más estudio este tipo de estructural de carbono punto de cambio en el proceso de fabricación y fosforescencia larga vida útil a temperatura ambiente pueden ser la causa. los resultados de la estimación de la caracterización del producto obtenido se calienta en dos etapas, a una temperatura de calentamiento relativamente baja (180 [deg.] C), las moléculas de la materia prima ( etilendiamina / etanolamina con ácido fosfórico) condensación principalmente la deshidratación, la polimerización y otra reacciones de reticulación, de fluorescencia y un polímero que tiene una estructura de puntos de carbono por reticulación principio de fluorescencia mejorada (sin emisión de fosforescencia de larga duración) química; punto de que el carbono de fósforo el procesamiento a alta temperatura (280 ° C.] C), la estructura del polímero comprende una deshidratación adicional se produce carburo, un producto químico de reacción con características de emisión de carbono de los puntos de fósforo de reticulación. especularon que la emisión de fosforescencia se debe principalmente al tratamiento de alta temperatura (280 ℃ La estructura más densa resultante favorece la formación de enlaces de hidrógeno intramoleculares, que a su vez inhibe la rotación libre y las transiciones no radiativas de los luminóforos que contienen. triplete estable estado excitado, lo que resulta en la emisión fosforescente eficiente. Además, los experimentos comparativos demuestran que N, P emisor dopado juega un papel clave en el tipo de larga duración de sistema de punto de carbono.
Este trabajo no sólo para ilustrar aún más el proceso de generación y posibles fuentes del sistema de puntos de carbono tipo emisión de fosforescencia de larga vida, pero también la primera vez un material sensible estímulo que tiene una fosforescencia generador de calor. Con esta (material fluorescente característica específica es sala de calderas en un material fosforescente de larga duración), para explorar sus potenciales aplicaciones en las áreas de seguridad y la información de protección de alto nivel (Figura 4). los resultados de investigaciones recientes publicados en la revista "materiales avanzados" (Adv. Mater., 2018, 1800783)
El trabajo anterior fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Zhejiang, la Fundación de la Ciudad de Ningbo, la Fundación de Educación Wang Kuancheng y el Programa de Innovación para Graduados de Chongqing.
Figura 1 (izquierda) Preparación de puntos de carbono y conversión ascendente Fluorescencia y fosforescencia Triple Emisiones de películas compuestas de PVA; (derecha) Aplicación potencial de tintas triples antifalsificación
Figura 2 Preparación de puntos de carbono y su enlace covalente con nSiO2 para lograr una luminiscencia de larga duración que se puede dispersar en agua (propiedades de luminiscencia de la solución acuosa RhB como control)
Fig. 3 Propiedades luminiscentes de alta eficiencia, preparación de gramos y larga duración de puntos de carbono fosforescentes a temperatura ambiente de vida muy larga
Figura 4 Puntos de carbono con respuesta térmica a la fosforescencia y sus posibles aplicaciones en la protección de la información y la lucha contra la falsificación
