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

【渝中刑警黄映雪:助力失散家庭团圆 有力度更有温度】“谢谢黄警官帮我找到了父母,19年了,我终于找到家了!”9月18日,在中秋节之前,和父母失散19年的小崔终于能一家团圆了,而助她团圆的人就是她口中的黄警官——@平安渝中 刑事侦查支队“团圆”行动联络民警黄映雪。

担当:主动扛起“团圆”行动的重担

出于对警察工作的热爱,1998年毕业于重庆医科大学医学检验专业的黄映雪毅然加入公安队伍,时年23岁的她一入警便做了法医,成为重庆第一批从事DNA检验的人。
在刑侦总队技术处物证科工作11年后,她于2010年调入渝中区公安分局刑侦支队技术大队,承担DNA血样采集送检及全区失踪人员录入送检、技术内勤等工作。作为DNA专业的授权签字人,黄映雪具备丰富的专业知识和工作经验,对DNA实验室的每一份DNA鉴定材料都认真审核把关,每年出具DNA鉴定文书数百份。
2021年1月初,公安部在“云剑-2021”行动中,部署开展了以侦破拐卖儿童积案、缉捕拐卖儿童犯罪嫌疑人、查找失踪被拐儿童为内容的“团圆”行动。
按照公安部及重庆市公安局的要求,渝中区公安分局刑事侦查支队迅速落实部署,成立工作专班,黄映雪主动担任“团圆”行动渝中区分局联络员职责。
“团圆”行动工作千头万绪,她主动彻底清理、核查、补充、比对以前所有入库的案件信息,指导派出所摸排底数,采集失踪孩子的双亲的血样,再统一送市局刑侦总队DNA室进行检验比对。因许多拐卖案件时间久远,信息不准确,失踪儿童父母无法联系,黄映雪通过大数据核查、情报研判、跨区域协查等方式,想方设法查找到、联系上父母本人并认真核实情况,并重新采集DNA位点不足的失踪儿童父母血样进行DNA检验,为下一步DNA比对工作打下了坚实的基础。
因工作任务重、时间要求紧迫,大量数据清理、录入、分析,联系派出所落地核查、求证、确认,与公安部、市局刑侦总队沟通解决问题,黄映雪加班成为常态。

力度:连续助力两个破碎30余年的家庭团圆

因为前期对大量基础数据的核实补录工作十分扎实,在黄映雪和队友们的艰辛付出下,几代渝中民警的不懈坚持终于有了回报。
今年3月的一天清晨,一进办公室,黄映雪打开电脑登录系统。每日查看最新数据、回应公安部下达的指令、回应全国各地警方的协查请求,须臾也耽误不得。突然,屏幕下方跳出几排字:一名失踪多年的儿童陈波父母的血样DNA数据,与山东菏泽一个叫于冰的男子匹配上了!
这是一桩发生在30多年的案件。1987年10月30日下午,不到四岁的陈波跟着爷爷去重庆市市中区(现渝中区)解放碑新华书店玩耍。少顷,爷爷回头一望,顿时脸色突变——陈波不见了!
这个于冰是当年的陈波吗?黄映雪迅速向支队汇报后,支队立即和山东菏泽警方协作,两地同时增加DNA位点数进行复核,又由菏泽警方实地核查于冰当年入户及其养父母等情况。一个多月后,层层复核的结果令人振奋:于冰,就是失踪30多年的陈波!
“听到陈波找到了的消息,陈波爸妈突然沉默。我突然感觉手很痛——陈波妈妈一边大口喘气,一边颤抖着抓住我的手,使劲地捏……”直到现在,陈波爸妈当时激动的表情还在深深烙在黄映雪的脑海里。
不久后,系统再次给了打拐民警们“回报”:山东威海一个叫张伟的男子,与1988年1月15日出生不到三个月就被保姆拐卖的浩浩DNA信息匹配。又一轮艰苦而审慎的核查开始。结果,正是他们期盼的。
无数苦累化作无法言喻的激动,参战民警们一片沸腾!黄映雪迫不及待第拨通了浩浩爸妈的电话。电话那端静了两秒,接着传来浩浩妈撕心裂肺的号啕。这边,黄映雪手握电话,无语凝噎……
就这样,在黄映雪的坚持下,在渝中刑警的共同努力下,两个破碎30几年的家庭团圆了!截至目前,渝中区公安分局采集的5对父母血样、3个失踪儿童血样经全国打拐库比中,目前已经公安部确认了战果。

温度:让失散多年的家人团圆就是加班也高兴

“因为刚刚为小崔找到父母,后续还有很多工作,今年的中秋肯定又是在单位上过了。” 黄映雪说,不过能让失散19年的家庭团聚,自己加班也高兴。
据了解,2002年4岁的小崔在贵州走失,经过辗转,来到现在湖北的家中。小崔从记事起就知道自己的身世。现在,在重庆工作的小崔,有了一定的条件,想要找到自己的亲身父母,就找到了黄映雪。在黄映雪的帮助下,小崔终于圆梦。
“尽管团圆行动困难重重,但一想到一串数字背后就是一个破碎的家庭,就是许多悲痛的父母亲人,我就有动力继续这繁杂又琐细的工作。” 黄映雪说。黄映雪对每一个失踪儿童家庭的寻亲工作都会想尽办法,哪怕只有一丝一毫的可能,她都绝不会放弃百分之百的努力。能够补齐双亲血样的,她全部采集补录进入全国打拐库。单亲家庭的血样采集有难度,她就到刑侦支队采集血样;情况特殊的,她通过邮寄或主动上门采集血样等多种方式采集失踪父母的其他子女DNA血样,以期提高单亲比中几率。只要父母保存有失踪儿童照片的,她全部收集、扫描、上传刑侦总队进行人像比对。
在通过努力帮助这些家庭骨肉重新团聚后,在目睹一个个父母与孩子失而复得的悲喜交集的场景后,黄映雪的心被深深震撼!她更加深刻地看到了自己付出的意义,她更加体会到了身为人民警察头上警徽的分量。
对失踪儿童父母她细心安慰、在采样困难时她想方设法、在认亲过程中对突发疾病的孩子父母她悉心照顾、为保护当事人隐私她积极与媒体沟通协调、积极帮助找回的被拐儿童协调解决入户问题……她累着,但快乐着,因为她将群众视为亲人,她将对百姓的感情融入到每个细小的工作中,因为她深深地明白:人民警察前面是“人民”二字!执法,不但要有力度,有高度,还要有温度!(记者 李亚)#重庆警事##团圆行动#https://t.cn/A6ML7ne8

在有钱人的大宅子里享受2021“必吃榜”火锅,巴适得很

在大学路附近的一条小巷里,有一家独门独户的大宅子,非常气派,两个金色“杨府”大字在牌匾上赫然醒目。今天就过来尝尝看这家“必吃榜”私房火锅到底有多霸道!

推开雕花大木门,迎面而来的是一对毛皮高背椅,加上刻着龙的墙面,简直是玄关天花板!是有背景的大户人家既视感。内里装修也是古色古香,石墙木板,古朴原味。拾级而上,中国国粹-麻将上墙,勾勒出一道活泼又独具中华特色的风景,二层有多个封闭式的包间,私密性很好。

先来一个|菌菇鸳鸯锅^辣和不辣的小伙伴们都兼顾到了,辣锅鲜辣浓香,菌菇锅清淡鲜香,满足每一张挑剔的嘴。

【必点菜】
|霸道空运绿色毛肚^
脆脆脆!爽脆无比!超好吃!有新鲜以及绿色健康的加持,这样的毛肚简直是极品。打着飞的来的毛肚,只为食客口中那原汁原味的新鲜爽脆。

|霸道五A牛肉双拼^
看这牛肉的成色就不一般,除了新鲜,部位也很好,摆盘也有别于一般都牛肉,王者地位一眼便知。需要烫涮时间稍微久一些,因为是热气的,切片也较厚,入口很满足,肉汁丰富,肉质有嚼劲,一块接一块。

|霸道鲜牛蛙^
个头大,肉弹嫩,久煮不烂,入味新鲜,如此优秀的牛蛙,可能是牛蛙界的优等生吧。果然符合他的名字,够霸道!

【招牌菜】
|霸道直运牛黄喉^
爽脆无比,咔嚓咔嚓的脆劲儿连隔壁的小伙伴都听得到。也是一道直接空运过来的食材,怪不得那么正宗地道。

|霸道一级鹅肠^
霸道+一级=杨府鹅肠 颜色粉嫩,涮烫几下就能享用,脆嫩的口感实在是让人不能更爱,记得要尽快享用哦,常温下放热了会影响口感。

|霸道竹荪鲜虾滑^
那么鲜的两样东西放在一起实在是惊人之举,好棒的想法,竹笋的爽脆加上虾滑的弹嫩,两种口感交错而至,实在是享受。

一顿这样的火锅吃下来,不得不感叹这霸道、这私房、这家宴以及这必吃榜真不是白叫的。考究气派的建筑和装修,新鲜丰富的食材,这真是妥妥的硬核火锅呀!还有这些地道的空运食材,让魔都人民足不出沪就吃到了地道重庆味,巴适得很!末了,服务员还介绍,『杨府霸道』旗下的小酒馆-杨府霸道小酒馆就在隔壁,下次也可以来尝尝味道,很不错。

必吃榜霸道杨府,喊你回家吃火锅啦! https://t.cn/AiQuSgIO


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