转自公众号：《化学科讯》

2002年率先发现纳米管荧光的化学教授Bruce Weisman发现，当单壁纳米管在含有染料分子和溶解氧的溶液中被多步触发时，会发出延迟的二级荧光，延迟的时间只有微秒级。研究成果发表在《Journal of the American Chemical Society》上。

当光激发含有一种叫做玫瑰红的染料的溶液时，反应就开始了。溶解在溶液中的氧分子从染料中捕获能量，形成一种通电形式的O2。然后，这些能量转移到纳米管上，在那里，激子（由电子和电子空穴组成的准粒子）以其三倍态产生。在添加一点热能的情况下，这些激子会被提升到更高能量的单子态，从而发出观察到的荧光。

Weisman说："我们通过用可见光激发染料分子来制造单质氧，然后氧气使染料失活并被自激发，这个想法在光物理学中可以追溯到几十年前。我们的工作时让单质氧与纳米管相互作用，直接使管中的三重态激发。这些三重态一直是难以捉摸的。有机分子的三态是寿命最长的激发态，它们的寿命比单子激发态要大几个数量级，所以它们可以在周围徘徊足够长的时间来撞击其他东西并进行化学反应。但由于纳米管三重态不能很好地发射光或直接吸收光，因此它们的研究很棘手，对它们的了解也不多。"

由于三重态可以持续10微秒左右，因此这种发射被称为延迟荧光。研究人员必须找到一种方法，在纳米管明亮的初级荧光中检测出相对较弱的效应。"这就像试图在被明亮的相机闪光灯笼罩后立即看到一个昏暗的物体，"Weisman说。"我们不得不设计一些特殊的仪器。"

其中一个装置 基本上是一个快速的机械快门，在明亮的闪光灯期间覆盖短波红外（SWIR）光谱仪，然后迅速打开，这是一种反向相机，从覆盖到打开只需7微秒。他说，另一个装置是一个敏感的探测器，用电子信号触发，并测量微弱的发射如何随着时间的推移而消失。

Weisman及其同事已经将纳米管荧光应用于医学成像技术，以及基于纳米管的智能皮肤，以测量表面的应变等应用。他说，新发现最终可能会在光电子学和太阳能领域找到出路。

论文标题为《Delayed Fluorescence from Carbon Nanotubes through Singlet Oxygen-Sensitized Triplet Excitons》。

来源：科技报告与资讯