江蘇雷射聯盟導讀：研究人員合成了納米粒子的聚積，稱之為碳點，可以實現自一個單個粒子來發射多個不同的波長的光。此外，研究團隊發現碳點的分散，或者說每一個粒子之間相互作用的距離，影響著碳點發射光的性質。這一發現使得研究人員理解如何控制這些碳點和製造出新的，環保顯示，照明和傳感技術鋪平了道路。
來自韓國先進科學和技術研究所（Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)）的研究人員合成了一個納米粒子的收集，稱之為碳點，可以從一個單個粒子中發射出多波長的光。研究團隊發現了自碳點發射出的光的性質依賴於碳點的分散性質或者是每一個碳點之間的粒子之間的距離。這一發現可以允許研究人員理解如何控制這些碳點和製造出新的，環保型顯示器，光和傳感技術。
雙色發射碳點（ dual-color-emissive carbon dots (CDs) ）的光激發光的變化取決於他們的濃度。藍色和紅色的發射在不同的粒子間距時呈現出不同的貢獻。碳點，由於它具有低毒性，成為比較吸引的替代非碳點材料的替代物，因為非碳點物質具有毒性的重金屬，對環境是有害的。當在技術上需要更小和更加複雜的部件的時候，對螢光納米粒子的興趣就不斷增加，這是因為他們的顏色純度高，與此同時他們的可調製性，從而滿足了對理想光學性質的需要。
圖解：雙色發射碳點（ dual-color-emissive carbon dots (CDs) ）的光激發光的變化取決於他們的濃度。藍色和紅色的發射在不同的粒子間距時呈現出不同的貢獻。
在碳點中，多波長發射可以在一個單個的激發源中同時進行，使得產生白色光從一個單個粒子中通過激發多個波長而同時發生。碳點同時可以展現出一個濃度相關的光致發光性質，這意味著單個碳點粒子之間的距離影響著光，碳點隨後在激發狀態下的發射。
在早先人們認為濃度同碳點密切相關，這是因為氫鍵的效應造成的。KAIST的研究團隊，在Do Hyun Kim的領導下，他是該單位的化學和生物分子工程學的教授，他們的結果顯示多波長的發射可以替代，這是因為每一個碳點粒子之間的粒子相互作用的距離的原因造成的。
碳點——發射的光可以用於生物影像，癌症診斷和光電子學
研究人員檢查了紅色和藍色的光強度在不同的粒子間距變化時是如何變化的，或者說如何隨著碳點濃度的而變化而變化。當他們調節濃度的時候，光自碳點的發射就會發生轉移。通過調節他們的濃度，研究團隊展示了他們的能力來控制顏色的相對強度，與此同時，同步的發射來生成一個單色的白色光。
碳點的光致發光的濃度取決於不同粒子間距時發射原始的變化，這在以前的研究過程中被忽視了，Yoo說到，通過分析碳點的雙色發射現象，我們相信這一結果將提供一個新的可能來研究光致發光的機理。
研究人員預測了他們的能力來控制碳點的光致發光，將會非常重要的應用於後續的發展固態光的應用和傳感。
這一研究成果以論文題目「nterparticle distance as a key factor for controlling the dual-emission properties of carbon dots」發表在近日出版的期刊《Physical Chemistry Chemical Physics》上。
文章來源：Physical Chemistry Chemical Physics (www.doi.org/10.1039/d0cp02120b). Interparticle distance as a key factor for controlling the dual-emission properties of carbon dots，Issue 36, 2020
參考：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2014.09.004，Carbon dots—Emerging light emitters for bioimaging, cancer therapy and optoelectronics，Volume 9, Issue 5, October 2014, Pages 590-603，nanotoday