我科學家研制出一種低成本綠色新型熒光墨水

近日，中科院長春光機所研制出一種基于碳納米點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，審稿人認為“以這種方法制備的熒光碳納米點可以取代所有具有毒性的含重金屬內核的量子點（CdS, PbSe），可以真正實現(xiàn)多種復雜的應用，特別是在環(huán)境和生物領域具有重要的應用價值”。

碳納米點是一種新興的碳納米材料，無光閃爍、耐光漂、無毒等*優(yōu)點。為了獲得具有熒光特性的碳納米點，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的稀溶液可以表現(xiàn)出較強熒光特性。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)光體系中的應用。

    發(fā)光學及應用國家重點實驗室劉星元研究員和曲松楠副研究員近日報道了以檸檬酸、尿素為原料，通過微波法制備高熒光量子效率的碳納米點。所制備碳納米點水溶液長久放置不會產生沉淀，表現(xiàn)出激發(fā)波長依賴的熒光發(fā)射特性，zui強發(fā)射波長540nm，熒光量子效率4%。所制備的碳納米點表面含大量親水性尿素基團，附著在生物產品表面不會發(fā)生熒光淬滅，并表現(xiàn)出激發(fā)波長依賴的熒光發(fā)射特性，熒光量子效率高達42%；而沉積到無機材料表面或化工產品表面則發(fā)生熒光淬滅。經(jīng)植物體和動物體毒性試驗表明，制備的碳納米點基本無毒。

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