我科學(xué)家研制出一種低成本綠色新型熒光墨水

近日，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所研制出一種基于碳納米點(diǎn)的具有生物相容性的熒光墨水。該成果發(fā)表在期刊(Angew. Chem. Int. Ed)上，審稿人認(rèn)為“以這種方法制備的熒光碳納米點(diǎn)可以取代所有具有毒性的含重金屬內(nèi)核的量子點(diǎn)（CdS, PbSe），可以真正實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的應(yīng)用，特別是在環(huán)境和生物領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值”。

碳納米點(diǎn)是一種新興的碳納米材料，無光閃爍、耐光漂、無毒等*優(yōu)點(diǎn)。為了獲得具有熒光特性的碳納米點(diǎn)，通常需要引入含有聚合物鏈的表面鈍化修飾劑。表面鈍化的碳納米點(diǎn)的稀溶液可以表現(xiàn)出較強(qiáng)熒光特性。而在聚集態(tài)下，存在明顯熒光淬滅現(xiàn)象，地限制了該類材料在固態(tài)發(fā)光體系中的應(yīng)用。

    發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉星元研究員和曲松楠副研究員近日?qǐng)?bào)道了以檸檬酸、尿素為原料，通過微波法制備高熒光量子效率的碳納米點(diǎn)。所制備碳納米點(diǎn)水溶液長(zhǎng)久放置不會(huì)產(chǎn)生沉淀，表現(xiàn)出激發(fā)波長(zhǎng)依賴的熒光發(fā)射特性，zui強(qiáng)發(fā)射波長(zhǎng)540nm，熒光量子效率4%。所制備的碳納米點(diǎn)表面含大量親水性尿素基團(tuán)，附著在生物產(chǎn)品表面不會(huì)發(fā)生熒光淬滅，并表現(xiàn)出激發(fā)波長(zhǎng)依賴的熒光發(fā)射特性，熒光量子效率高達(dá)42%；而沉積到無機(jī)材料表面或化工產(chǎn)品表面則發(fā)生熒光淬滅。經(jīng)植物體和動(dòng)物體毒性試驗(yàn)表明，制備的碳納米點(diǎn)基本無毒。

    這些特性表明所制備的碳納米點(diǎn)水溶液可以作為一種新型的熒光墨水，應(yīng)用到生物成像、信息存儲(chǔ)、光伏器件等多種領(lǐng)域。此外，這種熒光墨水具有成本低、方法簡(jiǎn)單、制備時(shí)間短、綠色、環(huán)保等特點(diǎn)，便于大規(guī)模，具有重要的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。