单一小分子材料能发出多重荧光

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过去，人们需用多种不同材料才能发射出不同波长的荧光，现在只需一种结构单一、便宜易得的“小分子”荧光染料，就能实现从绿光到近红外光的多重荧光发射。记者29日从南京工业大学获悉，该校先进材料研究院黄岭教授和刘志鹏副教授与南京大学沈珍教授合作完成的这一成果，颠覆了人们对传统发光理论的认知，相关论文日前发表在《自然·通讯》上。

过去，想要得到红光到近红外光，只有靠结构复杂的“大分子”材料才能发出。课题组利用一种经过芳基修饰的氟硼荧光染料，首次实现了从绿光到近红外光的多重荧光发射。令人惊奇的是，这些多重发射峰不仅可以被不同的激光光源照射产生，而且多重发射峰之间存在“多米诺”式的能量转移过程，这使它将来的应用前景更为广阔。

课题组研究发现，造成上述现象的原因是，光照条件下，这种芳基修饰的氟硼荧光染料分子，在聚集状态能够产生多种具有不同能量的聚集体（如二聚体、三聚体等），而这些不同能量的聚集体的产生，可能是染料能够实现多重荧光发射的主要原因。

这一发现，改变了人们对于“小分子”只能发出蓝光或绿光，只有结构复杂的“大分子”才能发出红光或者近红外光的看法。这种小分子荧光染料，有望在新一代照明显示、生物成像、疾病诊疗等领域得到广泛应用。将来若用于电视屏幕上，只用这一种材料就可使屏幕色彩更鲜艳明快、更多姿多彩；若将这一小分子染料放进血管，就可以让医生透过血管中荧光信号的变化，更准确清晰地看到机体中病变的部分。