材料学部微纳光电功能材料创新团队在国际顶级期刊发表研究成果

齐鲁工业大学（山东省科学院）材料学部微纳光电功能材料创新团队近日在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表了一项突破性研究成果，为水相室温磷光材料的开发开辟了新的道路。

该研究由团队成员王子飞副教授领衔，与北京师范大学袁方龙教授和国家纳米科学中心宿雯博士合作完成。论文题为“Achieving Bright and Long-Lived Aqueous Room-Temperature Phosphorescence of Carbon Nitrogen Dots Through In-Situ Host-Guest Binding”，提出了一种创新的原位主-客体策略，成功制备出具有高效长寿命室温磷光（RTP）特性的水溶性碳氮点复合材料。

室温磷光材料因其在生物成像、防伪安全和光学信息存储等领域的潜在应用而备受关注。然而，由于水环境中溶解氧和自由分子运动的影响，开发具有高效RTP发射的水溶性材料一直是一个挑战。针对这一难题，研究团队设计了一种独特的合成方法：通过三聚氰酸原位衍生碳氮点（CNDs），并与三聚氰酸（CA）进一步共热解形成CNDs@CA复合材料。

实验结果显示，这种复合材料在水溶液中表现出优异的RTP性能。在加入50 wt%水后，CNDs@CA的RTP量子产率从固体粉末的6.89%显著提高到26.89%，寿命也从174.51 ms增加到951.25 ms。即使在完全水溶液环境中，CNDs@CA仍能保持持久的水增强RTP特性和极好的光学稳定性。

研究团队通过实验和理论计算揭示了这一现象的机理：CNDs@CA与水之间形成了强大的氢键网络结构，有效地稳定了三线态激子，抑制了非辐射跃迁，并促进了能量的有效传递，从而产生了水增强RTP特性。

这一研究成果不仅为水相室温磷光碳点的理性设计和多领域应用开辟了道路，还为深入理解碳点磷光性质在水溶液中的发光机制和调控规律提供了新的视角。基于CNDs@CA高效的水相RTP发射性质，研究团队还成功探索了其在体内/体外生物余辉成像、防伪安全及光学信息存储等前沿领域的潜在应用。

王子飞副教授自2019年加入材料科学与工程学院以来，在Coordin. Chem. Rev.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际知名期刊上发表论文近20篇，被引用2200余次，展现出卓越的科研实力。此次在《Advanced Materials》上发表的论文再次证明了微纳光电功能材料创新团队在材料科学领域的创新能力，为推动新一代发光材料的快速发展做出了重要贡献。