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我科学家成功制备新型夜明珠材料 开启磷光科技新纪元

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2024-05-28 15:41:21  金台资讯

我科学家成功制备新型夜明珠材料

夜明珠之所以能在暗夜中熠熠生辉,背后的原理是磷光效应。这种特性使得磷光材料在诸如信息加密、生物成像等多个高科技领域展现出广泛的应用潜力。近期,中国科学院合肥物质科学研究院的一个研究团队,由蒋长龙和杨亮领导,取得了一项创新成果:他们设计出一种新颖的方法,成功合成了能够在室温下发出从蓝到绿多种颜色、且磷光持续时间极长的碳化聚合物纳米点材料。这项研究成果已在《先进科学》杂志上公开发表。

室温磷光,即材料在无外部光源刺激的情况下,仍旧能维持一段时间发光的现象,是一种引人注目的自然奇观。其发光机理基于材料内部的“能级跃迁”。当磷光材料吸收外界能量(例如紫外线照射)后,材料内的价电子会被激发至更高能级,随后逐级回落至低能态,在这降落过程中,多余的能量以光的形式释放,形成我们所见的光亮。我科学家成功制备新型夜明珠材料!

研究人员用了一个生动的比喻来解释这一过程:想象一个小孩子乘坐电梯到达二楼(被激发至高能态),然后逐级跳回一楼(能级跃迁)。在这个类比中,每一级台阶代表一个能级,孩子的每一步跳跃伴随着能量释放,就如同电子跃迁时释放的光子。磷光之所以能长久持续,是因为电子“步伐”缓慢,逐级下降;而与之相对,荧光则是电子迅速从高能态直接跳回基态,导致光亮一闪即逝。

为了充分利用磷光的特性,科研人员致力于延长其发光时间。蒋长龙和杨亮团队研发的磷光材料在这方面取得了显著成就,不仅肉眼可观测的磷光余晖长达49秒,磷光量子产率亦高达19.5%,并且表现出卓越的抗光漂白性能。

这一在多色长寿命室温磷光材料领域的突破性进展,不仅拓宽了科学研究的视野,还为防伪技术和信息安全加密等实际应用领域开辟了新的解决路径。

(责任编辑:卢其龙 CN070)
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