把发光分子关进“笼子” 让“有机夜明珠”光芒更甚

  在鼠标、手机、玻璃杯、陶瓷杯、插销、档案袋等介质的表面,都能显示出不同清晰度的指纹,甚至指纹中的呼吸孔均能成功识别。值得一提的是,基于该类材料,研究团队还设计并制备了余辉显示屏。通过电流驱动和系统控制,首次实现了材料在余辉显示领域的应用。

  早在炎帝时期,人类就发现了长寿命发光的余辉现象,也就是人们常说的“夜明珠”,经过千百年的发展,余辉发光现象依旧常见于无机发光材料,即能发出磷光的高标准天然无机材料。近年来,科学家们一直希望设计出高效的能长时间保持余辉的有机室温磷光材料。

  这种执着,让科研工作者们距离梦想更进一步。近日,中国科学院院士黄维、南京工业大学教授安众福联合新加坡国立大学刘小钢教授,提出“发色团限域”策略,最终实现了分子态高效蓝色室温磷光,成果发表于国际顶尖学术刊物《自然·材料》。

  研究团队还“一光多用”,开发出具有多重应用价值的磷光材料器件,并尝试将其应用到指纹识别中。值得一提的是,该材料黏附指纹的能力较强,在鼠标、手机、水杯、档案袋、金属等日常生活中常见物体上,均能很好地显示出来指纹。虽然目前这些应用还处于实验室阶段,但对科研人员来说,这些探索对理解有机磷光材料分子结构、堆积方式与发光性能的关联机制具有重要意义,同时为纯有机室温磷光材料迈向新应用奠定了基础。

  妙手偶得,推开有机室温磷光世界一扇窗

  于茫茫黑夜中熠熠闪光的夜明珠,被视为人间宝物。传统的夜明珠,是一种在撤去激发光源后,仍能持续发光的特种蓄光型材料,也被称为磷光材料或长余辉材料。

  有机超长磷光材料,被业界誉为“有机夜明珠”,近年来备受关注。继2019年“有机超长磷光材料”首次入选中国科学院与科睿唯安联合发布的《研究前沿》化学与材料科学领域的Top10热点前沿后,2020年该研究方向——有机室温磷光材料再次入选。

  目前,中国、新加坡、美国、英国、日本等国科研人员在有机室温磷光材料领域做了很多重要工作,通过引入溴/碘等重原子、引入芳香碳基、形成晶体等具体方法,合成了多种有机室温磷光材料。

  “以往,室温磷光材料通常是含贵金属的无机物或金属有机化合物,这些金属在地表的丰度很低、存量有限,而且价格昂贵,例如铱、铂。所以越来越多的研究,开始集中于不含金属的纯有机磷光材料上。纯有机化合物的磷光材料,多由碳、氢、氮等元素构成,他们在地表含量高,合成相对简单,但它们要被限制在77K,即零下196摄氏度的环境中才能长时间发光。”论文的通讯作者之一安众福说,2010年他还在读博士时,开始研究能够超长时间发光的有机磷光材料,自此打开了磷光世界一扇窗。

  2010年的一个傍晚,安众福像往常一样,将有机磷光材料样品附着到硅胶板上,在关掉紫外灯的瞬间,眼前突然闪过一道亮光。

  “我不敢相信自己的眼睛,一般情况下,材料只在紫外灯照射下才会发光,关掉灯亮光也会随即消失。”安众福不甘心,又试了一遍,一闪而过的光依旧存在。他当即换了短波长的紫外灯去照硅胶板上的样品,这时,不但出现了一道余辉,还持续了10秒左右。

  安众福既惊喜又惊诧,有机材料通常很难观测到室温磷光,一般在低温下比较容易实现。而且,在有机材料科学实验中,撤去激发光源后还能发光数十微秒即为“长时间”发光,而他们观测到的磷光却可发光约10秒。他们把这种材料定义为“有机超长余辉材料”。

  在导师、中国科学院院士黄维等人的指导下,2015年,安众福所在的科研团队,在世界上首次设计并制备了多个系列的室温单组份有机长寿命磷光材料。

  受“冷冻”启发,独特结构提高发光效率

  6年前让安众福在有机室温磷光材料领域“初啼新声”的那项研究,核心在于首次提出的“H—聚集结构稳定三重态激子”的设计思想。这种结构设计的研究思路,让研究团队获得一系列新型的小分子和聚合物纯有机超长磷光材料。此次发表的成果,亦能寻得其中痕迹。

  “促进单重态和三重态之间的系间窜越,抑制三重态激子的非辐射跃迁是实现纯有机室温磷光的关键。”安众福指出,由于三重态激子的耗散途径很多,如延迟荧光、三重态—三重态湮灭等,这严重影响纯有机室温磷光性能的提升。

  “我们阅读大量文献并做了很多尝试后发现,在77K的低温环境中,被冻住的蓝磷光材料更容易高效发光。这启发我们,在室温下限制磷光材料中分子运动,是不是也可以实现蓝色磷光材料的高效发光?”安众福说,在此次研究中,团队基于强作用力的离子键,创造性地提出“发色团限域”策略,他们以均苯四甲酸(PMA)这一多羧酸化合物为研究模型,通过结构设计,合成了均苯四甲酸四钠盐(TSP)的高效蓝色室温磷光离子晶体材料。

  “这相当于把磷光材料的分子包裹在一个由离子键搭建的笼子里,离子键包围在分子周围,周围的抗衡离子将发光的分子,也就是发色团,限定在一个刚性、孤立的笼子里。各个方向的抗衡离子和发色团相互牵制,形成稳定的结构。同时,羧酸基团不仅可以形成离子键,而且还有利于促进激子的系间窜越。”安众福介绍,光激发后,有机离子晶体TSP呈现明亮的蓝色长余辉现象,其寿命可达168.39毫秒。

  “研究发现稳态光致发光光谱和磷光光谱几乎完全重叠,仅在325纳米处出现一个极小的荧光峰。较大的磷光峰占比从侧面说明了其高效的磷光效率,磷光效率高达66.9%。”安众福兴奋地说。

  一光多用,在多个领域展现应用前景

  最简单的分子却能实现最优异的磷光性能,为了进一步验证“发色团限域”策略实现分子态高效室温磷光的普适性,该团队调整抗衡离子和发色团单元,设计合成了5个蓝色磷光材料、2个绿色磷光材料和5个黄色磷光材料,均实现了长寿命、高效室温磷光。其中,蓝色室温磷光发光效率高达96.5%。

  有机离子晶体的高效长余辉和水溶性特征,也让团队看到理想照入现实的希望。他们基于离子晶体TSP制备了加密墨水,通过喷墨打印技术,将有机室温磷光材料TSP打印到需要显示的位置,实现了材料在数据安全方面的应用。

  记者看到,在一张纸上,写有“My hometown Nanjing is a charming, bustling, metropolitan city with a long history”。在普通日光下,打印出的纸张看上去平淡无奇。但关掉光源后,“Materials”的蓝色加密信息显示出来,这些蓝色字母的颜料便来自有机室温磷光材料TSP。

  基于该材料的喷墨打印加工性能,团队还打印了高精度的世界地图,进一步展示了该类材料在加密墨水方面的应用潜力。

  不仅于此,这类离子化合物还能与指纹中的油脂等富羟基结构结合,用于指纹识别。

  记者看到,在鼠标、手机、玻璃杯、陶瓷杯、插销、档案袋等介质的表面,都能显示出不同清晰度的指纹,甚至指纹中的呼吸孔均能成功识别。

  “我们将TSP材料研磨成粉末,洒在鼠标、手机等介质的表面,TSP可以与指纹中的油脂发生作用,就会显示出指纹的轮廓。”安众福解释。

  值得一提的是,基于该类材料,研究团队还设计并制备了余辉显示屏。通过电流驱动和系统控制,首次实现了材料在余辉显示领域的应用。

  “雷达探测时,会在屏幕上显示位点信息,将TSP植入雷达显示材料中,在电流驱动下,不仅实现了0—9数字的余辉显示,而且因为余辉停留的时间长,可以显示出目标移动的距离和方向轨迹,有利于雷达扫描的示踪显示。”安众福展望,这种显示效果还可以用于医学影响成像,将磷光材料注入生命组织中,在光激发后,可以清楚看到组织中的成像轮廓,但这还需要大量的实验测试。

  不过,目前的加密、指纹识别、雷达示踪等尝试都还只是在实验室阶段,要进入产业化还需要长时间的积累和验证。“科研人员的使命是应社会发展需要,不断革新,推动社会变革。”安众福说。

  来源:科技日报

高中语文老师是一个清秀男人,他初来我们班时被学生捉弄了一番。可即便是在被门沿上的水桶狠狠地浇了一桶冷水,他也依旧面不改色,只是垂着眼睑地拍拍袖口亮晶晶的袖扣。

他好像总有处理好一切的能力,我无比相信着这点。也可能正是因为他的从容,才反而获取了班上一部分同学的另眼相看。

老师很受班上女生的青睐,只要是他的课,一到下课,讲桌前便挤得全是女孩子,她们明明没有那么多问题要问,只不过是想和老师多说几句话罢了,我想。

“老师谈过恋爱吗?”
“老师有女朋友吗?”
“没有的话……老师现在有喜欢的人吗?”

很无聊。我托着下巴,转头望向窗外,一不小心就开始发呆。直到我的脑袋被人轻轻敲了一下,才发现伯远老师不知道什么时候已经找到了我身边。

“请这位同学回答一下问题。”

我站了起来。

“刚刚的课有没有听?”

“没有。”我当着全班的面,诚实地回答。

“你在想什么?”

“……啊?”我之所以迟疑,是因为我从他的眼神与语气里找不出一丁点生气,他是在认真地问我,而不是在反诘。也是第一次遇到这种不按常理出牌的老师,我说,“外面的花开了,老师,很香。”

老师被我逗笑了,然后说,放学留一下。

我就知道。所有的老师都不能免俗。我还是被留堂了,放学后的教室里只剩下我一个人,教室里没开灯,夏日窗外光线明烈,巨型的玻璃窗外的一树粉花像一副动态油画,整间教室都仿佛被它们映成娇媚明亮的粉色。

直到老师拉了一把椅子,坐在我的身边,他轻轻地说:“你又发呆。”

声音近得仿佛趴在我耳边讲似的,吓得我心跳咚咚加速。他摊开我的月考卷子,“这次你的语文成绩是所有科目里最差的一项……”我默默点头。“先从选择看起……”不知道为什么,他的声音里仿佛带着一种魔法,牵着我这颗毫无文科素养的脑子跟着他走。

课后辅导的时间很长,却远比我想象中过得要快。这次之后,我问他:“明天晚上还会有吗?”他笑着看我:“你还补上瘾了是怎么?”我很执着,“那,后天呢?大后天呢?我……”

他温暖的手掌轻轻贴在我的额头上,手指撩开我额前的碎发,捋到我耳后,“你还想听什么?”

此后几天,我仗着自己语文成绩不好,霸占了老师很久。因此我知道了很多其他人不知道的小秘密,比如他大学谈过一次恋爱,比如他现在没有女朋友,比如他会弹一点点的钢琴……弹钢琴是我要求他带我去音乐教室的,因为我说你要奖励我,我这次月考可是进步了的。

没想到伯远真的弹了。我第一次坐在距离演奏者这么近的地方,他弹着唯一会的那首《致爱丽丝》,我看着他平时用来写粉笔字的那双颀长骨感的手在黑白相间的键盘上跳舞,有种时空错乱感。我不是学生,他不是老师,我们是一对热恋中的爱侣。

我缓缓闭上眼睛,也许是因为傍晚夏日血橙色的夕阳催生出了困意,等醒过来时,我发现自己竟然躺在了老师的腿上。他正在认真地翻看琴谱,似乎没注意到我睁开眼睛。我继续装睡,脑袋趴在他的腿上,闻着他身上的清淡木香。

“醒了?”

我扁扁嘴,“没有。”

“哈哈。”我把老师逗笑了。伯远放下琴谱,伸手轻轻拾起我搭在他腿上柔软的头发,“该醒了。”

仿佛意有所指。

情人节果不其然很多女生送他巧克力,伯远顺从他温柔的性格全部收下。放学的补课时间我犹豫很久,直到我第四次敲断我的铅笔尖,伯远才问我“你今天怎么了”。我说没事,然后从书包里掏出一盒巧克力送给他,“喏,给你的。”我说。

“你买的?”

“我做的。”我得意洋洋。

伯远轻笑了一声,“可是我不吃巧克力。”

“啊?”我傻了,半天没反应过来他是说真的还是在找借口,“我和她们送的都不一样!!”

伯远朝我笑着说,知道的,我都知道。

我说你知道个头,你知道个大头鬼!!!

说着说着我就被气哭了,你根本什么都不知道!我边说边控诉。结果伯远还是吃了我的巧克力,他说我做得不甜,也不是不能吃一口,这让我有些放心。

他说等你毕业,如果考一个好成绩,我送你一份回礼。

我从没有一刻如此期待着毕业,直到我终于等来回学校填志愿的那天。我心脏扑腾得厉害,我怕伯远忘了,或者他说话不算数。结果那天果然,老师和学生还要开庆功宴,伯远根本没空单独和我谈。

我放弃了,转身准备离开时,班长发给我语文老师为大家准备的每人一份的纪念品。我当时根本没心情拆开,回家以后就丢到了床头柜里落灰。

多年以后,我和妈妈收拾东西搬家。妈妈问我:“这怎么还有一个陶瓷杯?”
“是当年毕业时班上发的纪念品。”我不耐烦地回答道。
“盒子里怎么还有一封信?”

我立刻觉得不对劲,跑回卧室一把从她手里夺下,然后我跑出了家门。站在街上时,夏日的阳光照得我头晕目眩,我觉得所有人都在看我,他们都想偷窥我的秘密,然后嘲笑我的愚钝。

我深呼吸,打开信封。信封里有一张卡片,卡片的正面粘着一朵薰衣草干花,背面用钢笔写着一行花体英文:

“To My Alice.”

#翟潇闻[超话]#终于结束了,说起来其实两年很快,但是很难熬,但这确实是坚持的最久的事,无时无刻不在幻想啦,可能追星本来就是活在幻想和回忆里的事,但是生活就是这个样子,总有人会在故事里打转。可能爱也是这个样子,不知道给谁的时候只好抛出去,我不想让我的喜欢变得很廉价,但是我的爱也确实是普通而微小的
你很好,今天就抛开你只是个没什么姓名的小爱豆,因为不知道写什么给你,不知道你是不是在难过,至少在我看来解散和出道只不过是形式,你在表达什么才是最关心的。无法给你下一个确切的定义,暂时就叫你my love。Love is really not easy
每到这时候我就会想你是极柔软的,能将自己的血液融进整首歌的骨架里,创造出一个完整的截然不同的新的灵魂;而这样的柔软却始终有边界,或尖锐或模糊的,构成我脑海里清晰的你的形状
没有很大很大的梦想也没关系,散开很好,一个人很好
早睡,一定要做个好梦


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • #米米的成长日记# 1m+29d 今天去口服了轮状,小家伙第一次吃冰冰凉凉的东西,一直撇嘴,被强行喂养了[允悲] 第一次带你出远门,你在自己的小床上睡得醉生
  • 好久没见我娜了 十分想她 总觉得不在身边的日子少了些什么 昨天很忙还是约了一波 一起做指甲一起去了工作室一起去配货 收工出来路过万象的黑金店买了网红啵啵茶 大概
  • [微风]买1送1,一片才6.8圆!价格变动,表示活动结束哦! 【¥68】益肤,医用医美祛痘面莫*共10片 三甲医院同款,大家普遍反馈很好用✨主打修复肌肤受损+术
  • 学佛之人不应该求人间十样东西,佛经上说: 一、念身不求无病。身无病,则贪欲乃生。贪欲生,必破戒退道。知病性空,病不能恼,以病苦为良药。 经常“求菩萨保佑我不
  • #比特币[超话]# 【深圳商报:虚拟货币炒作将纳入深圳地方金融重点监管】 据深圳商报消息,虚拟货币炒作将纳入深圳地方金融重点监管,深圳市互联网金融风险专项整治
  • #经贸分享# 想不想挑战一下呢?有没有感觉咬到了自己的舌头呢?[嘻嘻][嘻嘻][嘻嘻] 1、量窗量床又量墙,跳上床量窗,靠往墙量床,墙比张床长,床又比窗长,窗长
  • 好想在#小雪#收获温暖的守护~在这个冬季,蔻蔻从“头”温暖你!生姜精华修护头皮舒缓系列,高浓度姜醇与Soothing complex修护活性成分强强联手,令头皮
  • 下课来杯:摩卡(Mocha) 简介:摩卡咖啡是意式拿铁咖啡 的变种,绝对是喜欢甜食的人的最佳选择。在Espresso和牛奶的基础上,还有巧克力酱,顶端不是奶泡
  • #周深[超话]# [兔子]#周深c-929星球全国巡回演唱会# 【算命野狼星】x【女神幺蛾子】 . . 看着她又来找自己了,小男孩一时间有些手足无措,慌忙地把
  • 2019-11-24 我去看『大约在冬季』 为什么一定看,大概是因为我觉得安然是个故事。不明白为什么要让他们遇见,没遇见齐萧的安然对爱情挺憧憬的…只是造化弄人。
  • 李白诗三首《越中览古》《夜宿山寺》《春夜洛城闻笛》,题目上看都是叙事诗。只今惟有鹧鸪飞,我不知道鹧鸪具体代表什么,但是诗文看见鹧鸪二字,便觉安静孤凉,像是空山闻
  • #早安心语[超话]#人类的痛苦源于欲望,欲望一旦在人们心里产生,就会不断生长,因为欲望就像海水越喝越渴,追求和期盼的越多痛苦也就越多,甚至结局而变成一无所有,知
  • 今天是从12点后开始的呢… 先去学校买了俺最爱的蓝色和红色的笔 在美好生活写了九面verilog笔记 大概搞懂最近的困惑…就是说 always赋值一定要声明
  • #张鑫[超话]# #这样唱好美选手官宣# zx#张鑫这样唱好美# 《这样唱好美》选手闪亮集结泡泡圈~ 金鱼宝宝们快去为我们的鑫鑫打call叭! 这是一个专属于
  • 《六祖坛经》译注 ~ 连载 顿渐品 第二节 [太阳]原文:僧志彻,江西人,本姓张,名行昌,少任侠。自南北分化,二宗主虽亡彼我,而徒侣竞起爱憎。   译文:僧人志
  • 小时候爬树不小心挂掉了一块头发就一直没长出来,请问重庆武汉西安苏州天津有没有可以做疤痕植发的医院推荐呢@植发防骗攻略 我太南了,疤痕有时候可以遮住,有时候遮不住
  • #仰恩放映室#【《坚强》(励志,剧情)】 《坚强》美国 2017剧情励志片,一部充满坚强与希望的好电影,根据杰夫·伯曼回忆真实改编。影片叙事节奏,平实无华,通过
  • #霜月隼[超话]##1124霜月隼生日快乐# ❣️お誕生日おめでとう 隼さん❣️ 东京时间00:00 北京时间23:00 是四年来给你摆阵庆生的第二年(
  • #好物分享# 大家大多都是上班族,学生党呀。今日给大家安利的是utillife的便当盒。 那天看同事自己带饭带水果来公司,突发奇想也想买个便当盒,说买就买,对
  • 《七崽带娃记》 从沪回来后第一次见到孩子,孩子的小奶音发语音讯息对我讲:我都要迫不及待啦。还不满五岁的小孩子用四字词语总觉得怪怪的,怪可爱的。 见面后望向我