目前，鑭系金屬摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶具有發(fā)射光譜窄、發(fā)光壽命長、光化學穩(wěn)定性高、反斯托克斯位移大等優(yōu)點，在生物成像、多模態(tài)成像、腫瘤光動力學診斷和太陽能電池等領域顯示出巨大的應用潛力。但鑭系摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶由于吸光范圍較窄和吸光能力較弱的本征原因，極大限制了相關應用。
近年來，哈爾濱工業(yè)大學化工與化學學院的陳冠英教授（點擊查看介紹）提出的構(gòu)建染料級聯(lián)敏化鑭系摻雜發(fā)光納米晶的方法有效解決了這一關鍵科學難題，并在近紅外生物成像、多色顯示、光伏電池等領域取得了成功的應用。相關研究成果發(fā)表于Journal of the American Chemical Society （2016, 138, 16192-16195）和Nano Letter （2015, 15, 7400-7407）等國際期刊上，并引起了國內(nèi)外研究者廣泛的關注。鑒于這些工作的重要性，陳冠英教授此次受邀在Chemical Society Reviews 上發(fā)表該方向首篇Tutorial Review論文：Dye-sensitized lanthanide-doped upconversion nanoparticles，王新棟博士為該論文的第一作者。
論文以陳冠英教授近幾年在該領域的科研工作為基礎，以解決鑭系金屬摻雜上轉(zhuǎn)換納米晶吸光范圍窄和吸光能力弱的難題為切入點，評述了近年來國際上在染料敏化鑭系金屬摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶領域的重要進展，深入闡述了染料和納米晶的有機-無機界面上F?rster和Dexter能量傳遞機理的理論研究，并重點概述核以及核殼結(jié)構(gòu)的鑭系金屬摻雜納米晶在染料敏化中的能量轉(zhuǎn)移過程，最后該論文總結(jié)和展望了染料敏化納米晶在光伏電池、安全防偽、近紅外卡片、生物成像、光遺傳學領域的應用。該工作為染料敏化鑭系金屬摻雜納米晶的研究奠定了基礎，引領了學科發(fā)展的新方向。
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