中國粉體網(wǎng)訊  近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員曲松楠課題組首次研制出在可見-近紅外區(qū)具有強吸收和高光熱轉(zhuǎn)換效率的超碳納米點，該工作突破了碳基納米材料在可見到近紅外波段的吸收系數(shù)低的限制，并實現(xiàn)近紅外區(qū)高達53%的光熱轉(zhuǎn)換效率，為該類材料國際上報道的最高值，在開發(fā)基于碳納米點的光熱治療試劑方面具有重要的應用前景。

碳納米點具有發(fā)光性能優(yōu)異、水溶性好、生物相容性高、低成本、易修飾等諸多優(yōu)點，在生物醫(yī)療領域展現(xiàn)了獨有的優(yōu)勢和應用前景。然而，由于缺少有效的能帶調(diào)控手段，現(xiàn)有的碳納米點光學吸收主要集中在紫外到藍光波段，吸收帶拖尾延伸至近紅外區(qū)，導致其在近紅外區(qū)的光吸收系數(shù)很低，這嚴重限制了其在長波長波段，特別是生物組織光學窗口的實際應用。針對這一難題，曲松楠課題組通過控制表面電荷分布不均的碳納米點的組裝，獲得了可見-近紅外區(qū)具有強吸收峰（λmax = 700 nm）和高光熱轉(zhuǎn)換效率（53%）的超碳納米點組裝體。在該超碳納米點組裝體內(nèi)，相鄰的碳納米點組裝單元通過可能的靜電相互作用和氫鍵形成組裝體，從而實現(xiàn)組裝單元間表面能級的空間交疊和電荷轉(zhuǎn)移，在可見-近紅外區(qū)形成了獨立的強吸收峰。該類超碳納米點具有良好的生物相容性，有潛力作為近紅外光熱治療試劑應用于腫瘤光熱治療。

該工作不但獲得了長波長吸收的碳納米點，更為碳納米點光物理性能的調(diào)控提供了新的方法和思路。

該成果發(fā)表在國際光學類期刊《光：科學與應用》上（Light: Science & Applications, 2016, 5, e16120），第一作者為副研究員李迪。該工作得到中科院卓越青年科學家項目、吉林省中青年科技創(chuàng)新領軍人才及團隊項目和發(fā)光學及應用國家重點實驗室重大創(chuàng)新項目等的支持。

具有強可見-近紅外吸收峰和高光熱轉(zhuǎn)換效率的超碳納米點制成

碳納米點組裝單元（左）和超碳納米點（右）的固體粉末（a）、溶液（b）以及紫外光照下（c）的光學照片；碳納米點組裝單元和超碳納米點的吸收光譜（d）和發(fā)射光譜（e）

超碳納米點可能的結(jié)構(gòu)形成、能級分布、吸收機制以及光熱效應原理圖