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二维限域诱导的金纳米簇荧光增强

金纳米簇作为一种新型荧光材料,具有尺寸小、能级分立、光稳定性好的特性,广泛用于成像、标记、传感以及催化领域。然而,与传统的荧光材料相比(有机染料、无机量子点),金纳米簇的荧光量子产率仍处于较低水平;此外,对于金纳米簇的研究,目前仅局限于溶液或粉末状态,限制了其使用范围。因此,发展高量子产率、结构有序的金纳米簇薄膜材料,对进一步拓展其应用具有非常重要的意义。

水滑石(Layered Double Hydroxides, LDHs)是一种无机二维层状材料,可剥层为单层纳米片并作为结构基元构筑多功能复合材料,在催化、显示、光学传感以及生物医药等领域具有广泛的应用。基于金纳米簇和LDHs的特性,北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室段雪院士、卫敏教授课题组在制备多功能、高量子产率金纳米簇薄膜材料方面取得重要进展。他们通过层层自组装的方法,将金纳米簇锚定于LDHs纳米片的二维限域空间。二维空间限域和静电相互作用有效改变了金纳米簇的构型和电荷分布,使得发光物种Au(I)含量从34.4%提升到46.4%,从而获得了远高于金纳米簇溶液的量子产率和荧光寿命(14.11% vs. 2.69%; 14.67 µs vs. 1.84 µs)。该金纳米簇薄膜在光致发光、电致化学发光方面均显示出对温度的响应行为,具有灵敏度高、稳定性好的优势,有望应用于温度传感领域。相关研究结果发表在Advanced Functional Materials 期刊(Doi: 10.1002/adfm.201501433)

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