科技日报记者 李丽云
记者9月20日从黑龙江大学获悉，该校许辉教授和新加坡国立大学刘小钢教授所带领的研究团队，在纳米发光材料领域取得重要突破：他们首次证明了配体对纳米粒子发光性质的长距离（约5纳米）调控作用，并揭示了基于配位场作用的纳米粒子表面电子态重构机制，为基于配体的杂化纳米发光材料的构建提供了全新思路。相关成果发表在国际顶尖期刊《自然·光子学》上。
据许辉介绍，超小稀土掺杂纳米发光颗粒具有发光色纯度高、谱带多、范围广、稳定性高等优点，在超分辨显示、远程诊疗、生物标记等领域有非常重要的应用。但小尺寸纳米颗粒常会遭受严重的表面猝灭作用，限制了这类材料在低浓度和高分辨率环境下的应用。通常认为，颗粒表面的有机配体可以通过物理阻隔的方式抑制表面猝灭。但这种认识大大限制了从配体功能化的角度发展具有优异发光性能的复合纳米光学体系。因此，对此类纳米材料表面猝灭机制的研究具有极为重要的理论意义。
该团队发现，通过具有特殊配位模式的有机配体，可在纳米颗粒表面形成长程场作用，从而激活表面被猝灭的发光离子，优化纳米颗粒中的能量传递过程，从而大幅度增强转换发光。这一效应可将10纳米尺寸内的纳米颗粒发光强度增加3000余倍。这一结果表明，配体对纳米颗粒表面电子态具有显著的调控作用，颠覆了只考虑配体物理阻隔作用的传统认识，形成了对配体作用局部与整体相结合的全面理解，为超小纳米颗粒在生物、显示、防伪和探测等诸多重要领域的应用奠定了理论基础。