近日,，材料學(xué)部王子飛副教授在國際頂級期刊《Advanced Materials》（IF=29.4）上在線發(fā)表題為“Achieving Bright and Long-Lived Aqueous Room-Temperature Phosphorescence of Carbon Nitrogen Dots Through In-Situ Host-Guest Binding”的研究論文。齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料學(xué)部2021級碩士生李杰為論文第一作者,，我學(xué)部王子飛副教授、北京師范大學(xué)袁方龍教授和國家納米科學(xué)中心宿雯博士為共同通訊作者,。

開發(fā)高效率長壽命的室溫磷光（RTP）材料對于擴大發(fā)光材料體系的應(yīng)用范圍具有重要意義,。然而，水中存在的溶解氧以及自由分子運動會導(dǎo)致三線態(tài)激子非輻射失活,，因此在水溶液中具有高效RTP發(fā)射的材料目前十分罕見,。本研究工作提出一種原位主-客體策略，通過三聚氰酸原位衍生客體碳氮點（CNDs）并與主體三聚氰酸（CA）進一步共熱解形成CNDs復(fù)合材料（CNDs@CA）,，以此構(gòu)建高性能的水相RTP材料,。該CNDs@CA固體粉末的RTP量子產(chǎn)率和壽命分別為6.89%和174.51 ms，而在加入50 wt%水后,，分別增加到26.89%和951.25 ms,。即使在完全水溶液環(huán)境中，CNDs@CA也表現(xiàn)出持久的水增強RTP特性和極好的光學(xué)穩(wěn)定性,。實驗研究和理論計算結(jié)果表明，CNDs@CA和水之間可以形成強大的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地穩(wěn)定三線態(tài)激子,，抑制非輻射躍遷,，并進一步促進CA到CNDs的有效能量傳遞，從而產(chǎn)生水增強RTP特性,。基于CNDs@CA高效的水相RTP發(fā)射性質(zhì),，本文也成功探索了CNDs@CA溶液在體內(nèi)/體外生物余輝成像、防偽安全及光學(xué)信息存儲等前沿領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,。本論文不僅可以為水相室溫磷光碳點的理性設(shè)計和多領(lǐng)域應(yīng)用開辟道路,，同時也有助于深入認識碳點磷光性質(zhì)在水溶液的發(fā)光機制和調(diào)控規(guī)律，從而有效推動新一代發(fā)光材料的快速發(fā)展,。

圖1 水相磷光CNDs@CA的合成過程及光物理性質(zhì)

王子飛副教授于2019年加入材料科學(xué)與工程學(xué)院開展教學(xué)科研工作,。截至目前，作為第一作者或通訊作者在Coordin. Chem. Rev.,、Adv. Mater.,、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Sci.,、Small等期刊發(fā)表論文近20篇,，被引用2200余次（谷歌學(xué)術(shù)），H因子24,，3篇入選ESI高被引論文,，1篇入選ESI熱點論文。申請發(fā)明專利15件,，已獲授權(quán)專利11件 ,，其中國際授權(quán)專利1件。主持國家自然科學(xué)基金青年基金,、山東省自然科學(xué)基金青年基金,、校（院）科教產(chǎn)融合試點工程基礎(chǔ)研究類項目等科研項目6項。以第一完成人獲得第十七屆濟南市優(yōu)秀自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果一等獎,、中國材料大會優(yōu)秀報告獎等科技獎勵5項,。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202401493