小分子材料研究獲重大進展

不同波長的熒光是怎麼發射出來的？在過去，要發射不同波長的熒光必須用到多種不同材料，而且發射紅光到近紅外光，只能依靠結構複雜的「大分子」。但是現在不一樣了，只要用一種結構單一、便宜易得的「小分子」熒光染料，就能實現從綠光到近紅外光的多重熒光發射。這是南京工業大學先進材料研究院黃嶺教授、劉志鵬副教授與南京大學沈珍教授合作，深度研究小分子材料獲得的最新重大成果，相關論文日前發表在《自然·通訊》上。

「課題組利用一種有機小分子——經過芳基修飾的氟硼熒光染料，首次實現了從綠光到近紅外光的多重熒光發射。」據論文第一作者、南京工業大學博士後田丹和碩士研究生齊芬（現為南京大學博士研究生）介紹，所獲得的染料分子在溶液中可發出綠色的單分子熒光，然而在聚集態下，同時存在從紅光到近紅外的多重熒光發射。更令人驚奇的是，不僅可以根據不同需要選用不同波長的激光光源，激發出從綠光到近紅外光不同波長的熒光，而且被激發出的綠光能量，可以依次傳遞給黃光、橙光、紅光、近紅外光，不同波長的熒光之間竟然存在著「多米諾」式的能量轉移過程。正因為這樣，以後若想獲得近紅外光，就可利用綠光激發，繼而通過這樣的能量轉移就能得到了，而不是像以往那樣必須要用紅光或近紅外光才能獲得。

由於存在這樣的「多米諾」式能量轉移過程，當一束高能量的光打過來時，能量就會被逐級緩解、釋放掉，這樣對被照射的物體就能起到一種保護作用，不會產生損傷。

傳統發光理論認為，「小分子」只能發出藍光或綠光，只有結構複雜的「大分子」才能發出紅光或者近紅外光。現在，課題組的新發現顛覆了傳統發光理論。這些結果都表明，小分子熒光染料在聚集後的發光行為，和單分子發光的行為大為不同，遠超人們的認知。

據了解，這種小分子熒光染料有望應用在新一代照明顯示、生物成像、疾病診療等領域。譬如，若用於電視屏幕，只用這一種材料就可使屏幕色彩更豐富、更鮮艷；若將這種小分子放入細胞，就能利用多重發射的熒光信號，觀測到細胞內部各部分的工作過程；若將這一小分子染料放進血管，醫生透過血管中熒光信號的變化，就可以更清晰地看到機體中的病變部分，對於醫生做出更準確的疾病診斷大有裨益。

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聲明

來源：新華日報

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