发光碳纳米点:将来照明世界新力量
文章来源:亚博网站多少  作者:亚博网站多少  发布日期:2020-10-04  浏览次数:347

日前,中科院长春景机所研究员曲松楠课题组冲破了碳纳米点在近红外波段发光效力低的困难,初次研制出具有高效近红外接收/发光特征的碳纳米点,实现了基在碳纳米点的活体近红外荧光成像。

最近几年来,曲松楠率领课题组频仍在高影响因子的期刊上颁发文章。2009年加入工作的曲松楠在工作几年后就自力带课题组,也是以被破格晋升为研究员。

存眷碳纳米点

曲松楠指出,发光碳纳米点是新兴的纳米发光材料,具有尺寸小(小在20 纳米)、无毒、发光机能好、生物相容性好、光不变性好、原料普遍、易润色等长处,引发国表里的普遍存眷。

早前,发光无机半导体纳米粒子的研究很是活跃,但无机半导体纳米粒子一般含重金属内核(铅、镉),有必然毒性,对情况也存在风险,所以科学家们最先以一些无毒的化合物制备新的发光纳米粒子。

2006年,美国克莱蒙森年夜学的科学家们制造出一种碳纳米粒子,在光照的环境下,可以发出敞亮的光。科学家们还发现发光碳纳米粒子具有怪异的长处,如化学不变性、无光闪灼、耐光漂、无毒、造价比力廉价和优良的生物相容性。

2012年,时任长春景机所副研究员的曲松楠地点团队发现,操纵碳纳米粒子激起波长依靠的特征,与有机染料共同,在生物成品上可修建具有信息加密的图形,这可以利用在信息存储和信息加密中。

“这些怪异的性质使碳纳米点走进我们的实际糊口成为可能。”曲松楠告知《中国科学报》记者,随后他们团队研制出一种新型的荧光墨水。“这类墨水可以利用到生物成像、生物产物判定、信息存储、信息加密、防伪、照较着示、传感、光伏器件等多种范畴。”

冲破手艺瓶颈

据悉,碳纳米粒子的发光机理研究和光谱调控是该范畴的研究难点。2013年之前,国际上认为碳纳米粒子在绿光波段的发射是源自碳纳米粒子概况缺点,而这类发光来历被认为很难实现激光。

为此,曲松楠地点团队经由过程调控碳纳米粒子中的氮元素,实现了碳纳米粒子所发蓝光和绿光的调控,不雅测到碳纳米粒子在绿光波段的放年夜自觉辐射现象,并初次实现碳纳米粒子在绿光波段的光泵浦激光。

曲松楠回想道:“昔时,我们经由过程比对实验证实,碳纳米粒子的光不变性优在传统有机激光染料,预示碳纳米粒子可以作为一类本钱低、绿色环保、光不变性好的新型激光材料,有望改变将来的照明世界。”

随后,曲松楠和其科研团队在国际上初次提出“超碳纳米点”的概念,并研制出基在“超碳纳米点”的水触发“纳米荧光炸弹”,使得碳纳米点材料成为一种新型的智能发光材料。

现有的碳纳米点接收和发射谱带首要位在紫外—可见区,还不克不及实此刻近红外区的高效接收和高荧光量子效力近红外发光,这严重限制了碳纳米点在生物荧光成像特殊是活体近红外荧光成像中的利用。

比来几年,针对实现高效近红外发光的困难,曲松楠课题组经由过程对红光碳纳米点概况进行吸电子基团润色和对碳基内核层有序布局的无序化调控,在近红外波段发生新的发光带隙,取得了在近红外光激起下具有高效近红外发射的碳纳米点,荧光量子效力到达10%,为国际最高值。

发高程度文章

不难发现,曲松楠课题组在发光碳纳米点能带调控和利用范畴展开了年夜量的研究。曲松楠作为第一作者或通信作者累计颁发SCI 论文29 篇,此中SCI影响因子10以上的论文6篇,第一作者论文单篇SCI他引最高390次,累计SCI援用1630次。此中,曲松楠颁发的两篇文章入选ESI(根基科学指标数据库)热门和高被引论文,进入最优异的千分之一论文之列。

谈和若何颁发高程度的论文,曲松楠谦善地暗示,这方面没有太多的技能,起首是研究标的目的必然要有价值、有利用前景,其次是研究内容必然如果本事域的焦点困难和今朝的首要挑战。“这两点知足了,颁发的文章质量天然不会差。”

当前,曲松楠制订的科研计划是在10年内让碳纳米点在癌症诊疗范畴到达临床利用。

他说:“与现有纳米发光材料比拟,发光碳纳米点特殊合用在生物活体的荧光成像与癌症诊疗药物的研制。另外,碳纳米点荧光寿命只有几个纳秒,远低在现有商用荧光粉,在高带宽可见光照明通信范畴具有主要的利用潜力。”

作为年青的科研人员,曲松楠建议年青人弄科研起首看科研前提和成长潜力。“国度对科研人员的导向和各项机理办法愈来愈好,年青人只要肯干,标的目的对,就会获得撑持。”他也但愿国度在人材政策上对东北有更多的倾斜,并对青年科研人员在功效转化方面赐与更多的政策撑持。(来历:中国科学报)

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