珍寶“夜明珠”能在黑夜中發(fā)光的原因就是磷光。因?yàn)樵诤谝怪邪l(fā)光這一特性，磷光材料在信息加密、生物成像等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。日前，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所能源材料與器件制造研究部蔣長(zhǎng)龍、楊亮研究團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)了一種新方法，制備出了具有從藍(lán)色到綠色的多色超長(zhǎng)室溫磷光發(fā)射的碳化聚合物納米點(diǎn)材料，相關(guān)研究發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》上。

磷光材料在黑夜中發(fā)光的現(xiàn)象被稱為室溫磷光。簡(jiǎn)單來說，室溫磷光是一種材料在激發(fā)光源停止后，仍能在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)出冷光的現(xiàn)象。

磷光材料的發(fā)光機(jī)制源于內(nèi)部的“能級(jí)躍遷”。磷光材料在受到外界能量激發(fā)（如紫外光源激發(fā)等）后，獲得能量的價(jià)電子會(huì)發(fā)生能級(jí)躍遷，在此過程中會(huì)以光子的形式釋放出能量，這就是人們見到的磷光。

團(tuán)隊(duì)成員打了個(gè)形象的比方，這個(gè)過程就好像一個(gè)小孩坐電梯上了二樓（外界能量激發(fā)），然后調(diào)皮地一級(jí)一級(jí)又從二樓跳回了一樓（能級(jí)躍遷）。如果把一樓叫做基態(tài)，二樓叫做激發(fā)態(tài)，每一級(jí)樓梯就叫一個(gè)能級(jí)，在跳下來的過程中小孩會(huì)釋放能量，而能量釋放過程就是樓梯的晃動(dòng)和能聽到的哐哐響聲，放在價(jià)電子的例子中，那就是光子的釋放。

對(duì)磷光材料而言，價(jià)電子就是一個(gè)不那么調(diào)皮的小孩，它們會(huì)一級(jí)一級(jí)往下跳，因此這個(gè)跳躍的過程會(huì)持續(xù)很久，表現(xiàn)出來就是磷光會(huì)持續(xù)很久。但對(duì)于另外一種情況而言就完全不同了，價(jià)電子是非常不聽話的小孩，它們會(huì)直接從二樓跳到一樓——表現(xiàn)出來就是會(huì)突然出現(xiàn)短暫的光，然后就重回黑暗。這種持續(xù)很短的發(fā)光現(xiàn)象被稱為熒光。

為了更好地應(yīng)用磷光現(xiàn)象，科學(xué)家們需要盡可能延長(zhǎng)磷光的時(shí)間。蔣長(zhǎng)龍、楊亮研究團(tuán)隊(duì)制備出的新型室溫磷光材料在肉眼可見的磷光余輝時(shí)長(zhǎng)上最長(zhǎng)達(dá)到了49秒，磷光量子產(chǎn)率最高達(dá)到了19.5%，并且具有出色的抗光漂白性。

該研究在多色長(zhǎng)壽命室溫磷光發(fā)光材料方面的新進(jìn)展為科學(xué)界帶來了新的研究方向，也為防偽和信息加密等領(lǐng)域提供了創(chuàng)新的解決方案。

來源丨光明日?qǐng)?bào)