提高了十倍！研究人员研制了新型有机夜光材料，助理生物成像

2021 年 12 月 27 日消息，近日，冲绳科学技术研究所 (OIST) 的一个团队推出了一种新型夜光材料制造方法，他们认为该方法可以减少对源自稀土的无机晶体的依赖材料。该团队使用该方法使用现成的有机材料产生夜光效果。

“与无机材料相比，有机材料不仅更容易获得、更容易使用，而且它们也是可溶的，这有可能使夜光物体的使用多样化和扩大，因为可以添加特性到油墨、薄膜和纺织品，”九州大学有机光子学和电子研究中心 (OPERA) 主任 Chihaya Adachi 说：“另一个重要的应用是它们在生物成像方面的潜在用途，这可能对健康科学有无数的好处。”

夜光材料在全球范围内用于紧急标志、手表和油漆。由 OIST 提供

2017 年，该团队首次证明了两种有机材料可以产生夜光效果。然而，效果几乎比无机方法弱 100 倍。为了演示该方法，该团队使用紫外线来产生排放。效果只能在暗室中才能看到，样品不能暴露在氧气中。

在目前的工作中，研究人员从使用两种成分的方法发展到使用三种成分以及不同分子的方法。结果显示，在室温下排放持续一个多小时——比之前的工作提高了十倍。

OIST 有机光电部门负责人 Ryota Kabe 说：“产生夜光效应的过程分为四个阶段——电荷转移、分离、复合，最后是发射。在分子内，电子位于空穴中。该过程的一个重要部分是将电子与空穴分离。当两者重新组合在一起时，它会产生光芒。”

通过调整发射机制和使用的分子，研究人员将有机夜光材料的性能提高了十倍。由此产生的排放物在室温下在空气中持续了一个多小时。由 OIST 提供

在该团队之前的工作中，当有机材料被光激发时，电子将从被称为电子供体的分子转移到被称为电子受体的分子。然而，当电子受体不能再储存电子时，问题就出现了。当电子返回给体时，这种复合产生了辉光效应，但由于储存的电子数量有限，辉光不那么强烈并迅速消失。

在目前的工作中，研究人员使用确保空穴而不是电子移动的分子。这种空穴扩散系统降低了分子与空气反应的可能性，从而确保样品在暴露于氧气时仍能发光。其次，研究人员使用了空穴捕获器，使电子和空穴分离的时间更长，并允许建立更多的空穴。空穴捕集器的加入额外增加了产生的排放周期。

最后，该团队使用需要较少能量的分子在该过程的不同步骤之间移动。这确保了整个过程需要更少的能量，并允许在可见光下产生排放，而不仅仅是紫外线。

根据 Kabe 的说法，有机分子现在在空气中工作，但它们的性能仍然很弱。该团队将继续调整排放，直到它们与无机晶体产生的排放相当。