【48812】哈工大化工与化学学院陈冠英教授开发出在空气中具有极高安稳性的纯有机上转化系统
您当前的位置 : 首页 > 新闻动态 > 行业资讯

【48812】哈工大化工与化学学院陈冠英教授开发出在空气中具有极高安稳性的纯有机上转化系统

2024-07-05 08:19:34 行业资讯

  哈工大全媒体(梁英爽 王心宇 文/图)近来,化工与化学学院陈冠英教授团队在有机三重态-三重态湮灭(TTA)上转化范畴获得重要研讨进展,研讨效果以《具有本征氧免疫性质的分子近红外三重态-三重态湮灭上转化》(Molecular Near-Infrared Triplet-Triplet Annihilation Upconversion with Eigen Oxygen Immunity)为题,宣布在《天然通讯》(Nature Communications)上。该效果全面提醒了氧气对传统TTA上转化系统的猝灭机制,成功开发了在空气中具有极高安稳性的纯有机上转化系统,在光催化、太阳能电池以及生物医学等范畴具有宽广的使用远景。

  TTA上转化是一起的给体-受系统统,能将非相干光(如近红外太阳光)辐照转化为更高能量的可见区荧光。但是,简直一切的TTA上转化系统都面临着共性难题,即TTA组分的三重态与基态氧分子之间的相互作用会导致严峻的能量损耗和分子结构损坏。因为基态氧分子广泛存在于各种实践环境中,因而,这一问题严峻阻止了TTA上转化系统的实践使用。

  根据此,陈冠英教授团队挑选了不含任何重金属原子的近红外花菁染料(IR806)作为TTA敏化剂,合成了一系列非线型氮杂稠环芳烃二聚体分子(BTTQDs)作为湮灭剂,成功构筑了一类根据近红外激起(808纳米),深赤色发射(大于650纳米)的TTA上转化系统。在空气中,该系统能在长期接连激光照射下(超越480分钟)发生超安稳的赤色上转化荧光,与常见的TTA系统中剧烈的发光猝灭构成显着比照。此外,经过7天空气环境存储后,该系统仍然坚持高发射亮度(超越初始强度的80%),而传统的TTA上转化系统在存储不到两天后荧光就会彻底平息。机理剖析标明,IR806向BTTQDs的三重态-三重态能量传递速率比氧气对IR806三重态的猝灭速率快约5倍,而氧气对敏化剂和湮灭剂三重态的猝灭功率极低(给体小于13%,受体小于3.7%),进一步赋予了该系统具有固有的氧免疫特性。

  该研讨全面提醒了氧气猝灭TTA-UC的机制,并经过对TTA给、受体的合理规划成功避开坏因,赋予了系统氧免疫性质。与此同时,为证明所开发的安稳系统在实践使用研讨中的使用潜力,团队还将TTA系统转移至水相中,制备了TTA纳米胶束并成功将其使用于活体小鼠肝毒性的动态荧光监测中,进一步标明该系统在生物体内具有十分超卓的安稳性和生物相容性。

  哈工大为论文榜首通讯单位。化工与化学学院陈冠英教授为论文通讯作者,夏德斌教授为论文一起通讯作者,博士研讨生王心宇为论文榜首作者,博士研讨生丁方伟为论文一起榜首作者。化工与化学学院博士研讨生贾涛、李凤,本科生丁希平、邓锐斌,杨玉林教授、林凯峰教授,黑龙江大学吴文智教授参加相关研讨工作。

  团队开发的空气中光学安稳的有机TTA上转化系统(IR806-BTTQDs)及其激起态动力学进程

  哈尔滨工业大学全媒体中心编审 技术上的支撑:哈尔滨工业大学网络安全和信息化办公室