科学家开发出新型碳点固体荧光传感材料

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员冯亮、副研究员王昱团队在碳点固体荧光（SSE）传感材料的可控制备与设计方面取得新进展。他们开发了一种气流辅助的熔融态聚合法，并结合一步反相共沉淀法，制备出一系列波长可调控的自组装SSE碳点（DICP-dots）。该成果解决了传统SSE碳点存在的结构复杂、光学性质难调控的科学难题，为基于碳点的光化学传感材料的可控设计与制备奠定了基础。相关成果发表于《先进功能材料》。

碳点因其独特的光学性质而在化学传感领域备受关注，但由于碳点结构的多分散性及定义不清，使得其往往被简单视为一个完整的纳米粒子实体。因此，合成用作传感材料的SSE碳点关键在于如何消除粒子内部或粒子之间电子耦合引发的聚集诱导猝灭现象。但这些制备方法往往导致固体荧光发射不可控，且复杂的结构难以被明确表征，给传感的应用带来困难。

针对这一难题，团队提出了一种气流辅助的熔融态聚合法，实现了碳点的可控制备。研究发现，所得产物具有可调控且明确的化学结构，并表现出自组装增强的固体荧光性质。团队成功制备出一系列具有全可见光谱SSE的新型DICP-dots材料。这类材料具有高荧光量子产率、可调节的能带结构、窄的发射线宽度，并在溶液和固体中表现出较高的光稳定性。

此外，该团队还进一步验证了DICP-dots的多功能应用潜力。结果表明，掺杂自组装介导是一种可靠的实现碳点功能化的方法，可利用粒内荧光共振能量转移原理，实现碳点的各类独特光学性质。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202402825