伊莉討論區

標題: 科學家設計出史上最明亮固體螢光材料 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2020-8-10 09:28 PM 標題: 科學家設計出史上最明亮固體螢光材料

　　　　　[attach]132793136[/attach]
　　螢光材料從醫學生物標記到太陽能電池都能發揮不小作用﹐然而它有個瓶頸﹕染料分子在固體狀態下不再發射光子﹐這也是為什麼螢光棒裡面添加裝了螢光染料的化學物質是液體。現在科學家終於突破150年來一直未解的難題﹐設計出稱為「SMILES」的新材料﹐能讓螢光染料分子在固態狀態下發出前所未見的明亮螢光。
　　為什麼傳統螢光棒發光前要先將它又摔又打又摺(沒那麼誇張)﹐才能使裡面的液體化學成分發光﹖首先螢光棒裡面還分為內管與外管﹐各自裝了2種不同化學成分的液體﹐內管為過氧化氫(雙氧水)﹑外管為酯類化合物與螢光染料的結合物﹐當內外管混合後導致化學反應﹐過程中螢光染料藉由光子釋出能量(化學螢光反應)﹐也就是我們能看見的螢光。
　　然而氣體或液體並不是螢光分子最理想的狀態﹐它們難以控制和製造﹐還有洩漏疑慮。變成固體的話﹐倒是可以在一個空間內堆積更多螢光染料分子﹐然而問題來了﹐目前有超過100,000種不同的螢光染料可用﹐但幾乎沒任何一種能以可預測的方式發光。這是因為螢光染料在固態狀態中緊密堆積後會發生「淬滅」(fluorescence quenching)現象﹐簡單來說﹐分子會結合在一起從而降低螢光強度﹐還會以無法預測的方式改變顏色。
　　為克服這問題﹐由印第安納大學Amar H. Flood﹑哥本哈根大學Bo W. Laursen兩名化學家領導的團隊﹐將有色染料與含有稱為cyanostars環狀分子的無色溶液混合﹐發現這種配方在轉變為固體後可以讓各染料分子保持分離﹐進而不影響發光強度﹐研究人員將該固態混合物稱為SMILES(small-molecule ionic isolation lattices)。
　　接著團隊利用3D列印製造出SMILES固態材料﹐確認它們在紫外光照射下發出史無前例的明亮螢光﹐比目前應用於醫學診斷的硒化鎘量子點材料還要亮30倍。
　　雖然研究人員也不知道新材料的發光極限到哪﹐但至少已提供一個新的製造方向﹐太陽能相關技術﹑醫學影像診斷﹑雷射光甚至藥物開發領域等或都將能受益。

歡迎光臨伊莉討論區 (http://a03.wahas.com/)