近日,，材料學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（山東省科學院）材料學部2021級碩士生李杰為論文第一作者,，我學部王子飛副教授、北京師范大學袁方龍教授和國家納米科學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復合材料（CNDs@CA）,，以此構建高性能的水相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特性和極好的光學穩(wěn)定性,。實驗研究和理論計算結果表明,，CNDs@CA和水之間可以形成強大的氫鍵網(wǎng)絡結構，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,，本文也成功探索了CNDs@CA溶液在體內(nèi)/體外生物余輝成像、防偽安全及光學信息存儲等前沿領域的潛在應用,。本論文不僅可以為水相室溫磷光碳點的理性設計和多領域應用開辟道路,，同時也有助于深入認識碳點磷光性質在水溶液的發(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

王子飛副教授于2019年加入材料科學與工程學院開展教學科研工作,。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（谷歌學術），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,，已獲授權專利11件 ,，其中國際授權專利1件。主持國家自然科學基金青年基金,、山東省自然科學基金青年基金,、校（院）科教產(chǎn)融合試點工程基礎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)秀自然科學學術成果一等獎,、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