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(kuò)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(yùn)動(dòng)會(huì)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(diǎn)（CNDs）并與主體三聚氰酸（CA）進(jìn)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(qiáng)RTP特性和極好的光學(xué)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算結(jié)果表明,，CNDs@CA和水之間可以形成強(qiáng)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(jìn)一步促進(jìn)CA到CNDs的有效能量傳遞，從而產(chǎn)生水增強(qiáng)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(chǔ)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(diǎn)的理性設(shè)計(jì)和多領(lǐng)域應(yīng)用開辟道路,，同時(shí)也有助于深入認(rèn)識(shí)碳點(diǎn)磷光性質(zhì)在水溶液的發(fā)光機(jī)制和調(diào)控規(guī)律，從而有效推動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)工程基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目等科研項(xiàng)目6項(xiàng),。以第一完成人獲得第十七屆濟(jì)南市優(yōu)秀自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)、中國材料大會(huì)優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng),。

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