單一小分子材料能發出多重熒光

過去，人們需用多種不同材料才能發射出不同波長的熒光，現在只需一種結構單一、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。記者29日從南京工業大學獲悉，該校先進材料研究院黃嶺教授和劉志鵬副教授與南京大學沈珍教授合作完成的這一成果，顛覆了人們對傳統發光理論的認知，相關論文日前發表在《自然·通訊》上。

過去，想要得到紅光到近紅外光，只有靠結構復雜的“大分子”材料才能發出。課題組利用一種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。令人驚奇的是，這些多重發射峰不僅可以被不同的激光光源照射產生，而且多重發射峰之間存在“多米諾”式的能量轉移過程，這使它將來的應用前景更為廣闊。

課題組研究發現，造成上述現象的原因是，光照條件下，這種芳基修飾的氟硼熒光染料分子，在聚集狀態能夠產生多種具有不同能量的聚集體（如二聚體、三聚體等），而這些不同能量的聚集體的產生，可能是染料能夠實現多重熒光發射的主要原因。

這一發現，改變了人們對于“小分子”只能發出藍光或綠光，只有結構復雜的“大分子”才能發出紅光或者近紅外光的看法。這種小分子熒光染料，有望在新一代照明顯示、生物成像、疾病診療等領域得到廣泛應用。將來若用于電視屏幕上，只用這一種材料就可使屏幕色彩更鮮艷明快、更多姿多彩；若將這一小分子染料放進血管，就可以讓醫生透過血管中熒光信號的變化，更準確清晰地看到機體中病變的部分。（通訊員 周偉 記者 張曄）