電子信息學(xué)院梁亞川博士在國(guó)際知名期刊《Small》上發(fā)表高水平論文

近日，電子信息學(xué)院梁亞川博士和姜利英教授聯(lián)合鄭州大學(xué)物理學(xué)院劉凱凱教授和單崇新教授在國(guó)際知名期刊《Small》（IF=13.3）上發(fā)表題名為“Thermally Enhanced Phosphorescent Carbon Nanodots for Monitoring Cold-Chain Logistics”（《用于冷鏈物流監(jiān)控的熱增強(qiáng)磷光碳納米點(diǎn)》）的高水平研究論文。論文第一作者為電子信息學(xué)院梁亞川博士，通訊作者為電子信息學(xué)院姜利英教授、鄭州大學(xué)劉凱凱教授和單崇新教授，鄭州輕工業(yè)大學(xué)為第一署名單位。

高溫下有效工作的室溫磷光（RTP）材料的開(kāi)發(fā)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)槿貞B(tài)激子的熱猝滅。高溫導(dǎo)致發(fā)射損耗主要是由于激發(fā)電子的非輻射弛豫引起的，這顯著阻礙了RTP材料的效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。這種熱猝滅過(guò)程涉及通過(guò)聲子相互作用的熱失活，然后通過(guò)非輻射弛豫釋放它們。迄今為止，由于在高溫下增加的非輻射弛豫引起的熱猝滅過(guò)程，實(shí)現(xiàn)RTP材料中的熱增強(qiáng)磷光仍然很罕見(jiàn)。熱引起的非輻射弛豫是不可避免的，但是可以通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)調(diào)整磷光材料的周?chē)h(huán)境。因此，通過(guò)將RTP材料納入特定基質(zhì)中，可以獲得熱增強(qiáng)的磷光材料。

在這項(xiàng)研究中，通過(guò)將具有獨(dú)特?zé)嵩鰪?qiáng)特性的磷光碳點(diǎn)(CND)嵌入到纖維基質(zhì)中，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了熱增強(qiáng)磷光碳點(diǎn)。CND與纖維之間形成的氫鍵在限制CND的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)中起著至關(guān)重要的作用，這減少了三重態(tài)激子的非輻射復(fù)合。此外，高溫可以引起吸附在CND表面的氧分子的解吸，從而破壞三重態(tài)激子與氧分子之間的相互作用。因此，在323 K和373 K下可以實(shí)現(xiàn)CND的超長(zhǎng)磷光。磷光壽命從326毫秒增加到753毫秒，幾乎增加了兩倍，并且磷光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)了十倍的增強(qiáng)（從25增加到245）。最后，具有熱增強(qiáng)磷光特性的CND被成功應(yīng)用于冷鏈物流中的警示指示器。

此研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、河南省科技攻關(guān)等項(xiàng)目的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202312218