近日,北京林业大学材料学院彭锋教授课题组在纤维素室温磷光材料研究领域取得新进展,研究论文以“Red and Time-Dependent Phosphorescence Color Generated from Cellulose Carbonized Polymer Dots via Precise Core-Shell Structure Modulation”为题发表于《Advanced Functional Materials》(IF=19)。
木质纤维生物质(纤维素、半纤维素及木质素等)凭借固有的发光特性、资源丰富性、可再生性和生物相容性,成为替代石油基聚合物构建室温磷光(RTP)材料的理想选择。然而,由于缺乏高度共轭结构,生物质分子难以缩小能隙以产生长波长磷光,大多数生物质基RTP材料主要展现蓝色或绿色的静态磷光,限制了实际应用。将生物质分子直接转化为红色和颜色动态可调的RTP材料是领域内挑战性难题。
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图1 通过精准核-壳结构调控策略实现CPDs的红色和时间依赖RTP
针对以上挑战,材料学院吕保中副教授、彭锋教授在木聚糖碳化聚合物点RTP材料的研究基础上(J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 1294-1304; Nat Commun. 2025, 16, 7473),以羧甲基纤维素为碳前驱体,通过乙二胺交联将其转化为碳化聚合物点(CPDs),基于核-壳结构调制策略,激活纤维素CPDs的红色和时间依赖性变色磷光。如图1所示,CPDs展现出核-壳双磷光发射中心:分别是发射为535 nm的壳结构绿色磷光中心和发射为610 nm的核结构红色磷光中心。通过控制反应条件精准调节核-壳结构,可精确调控核-壳双磷光发射中心的比例,实现从红色到绿色转变的时间依赖动态磷光。本研究为实现纤维素的红色和时间依赖变色磷光提供了一种高效的方法,并深入揭示了纤维素CPDs的磷光发射机制,为该领域的研究提供了新的见解和参考。
博士研究生高倩(现入职安徽农业大学)、史美超为共同第一作者,吕保中副教授和彭锋教授为共同通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金(32225034)、国家自然科学基金(22308028)、中央高校基本科研业务费专项资金资助(JCYJ202501)等项目的资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1002/adfm.202517387
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