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熒光碳量子點(diǎn)是一類(lèi)尺寸小于10nm的類(lèi)球形碳基納米材料，具有制備簡(jiǎn)易、光學(xué)和表面性質(zhì)可調(diào)、生物相容性?xún)?yōu)異等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于生物傳感器、生物成像、藥物輸送、發(fā)光器件和光催化領(lǐng)域。但是，多數(shù)碳量子點(diǎn)在聚集態(tài)由于粒子間相互作用會(huì)產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)移、表面電子躍遷和碳核間π–π相互作用等非輻射躍遷方式，使得本身在溶液相中具有熒光特性的碳量子點(diǎn)在聚集態(tài)時(shí)發(fā)生熒光猝滅，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為聚集誘導(dǎo)熒光猝滅效應(yīng)(ACQ)。

聚集誘導(dǎo)熒光猝滅（ACQ）效應(yīng)的存在使得碳量子點(diǎn)在固態(tài)發(fā)光領(lǐng)域的發(fā)展受到了限制，合成自身具有抗ACQ效應(yīng)的固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)引起了研究者的廣泛關(guān)注，并得到了快速發(fā)展。

固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)的制備方法

根據(jù)文獻(xiàn)Recent advancements of solid-state emissive carbon dots: A review報(bào)道，目前研究人員開(kāi)發(fā)的固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)的合成方法包括間接和直接制備。

• 間接制備

  間接制備可以通過(guò)吸附、嵌入和包覆將已經(jīng)形成的碳量子點(diǎn)分散到適當(dāng)?shù)幕|(zhì)中，或者通過(guò)設(shè)計(jì)碳量子點(diǎn)表面使其具有適當(dāng)?shù)目臻g位阻或電荷分布來(lái)獲得固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)。這兩種方法都依賴(lài)于碳量子點(diǎn)顆粒分散或表面工程來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的距離減弱ACQ效應(yīng)。

  
  

• 直接制備

  直接制備主要通過(guò)原位分散、原位表面工程或形成具有AIE特征的碳量子點(diǎn)，可以一步獲得固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)。值得一提的是，通過(guò)原位分散或表面工程直接合成固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)的基本原理類(lèi)似于間接制備，因此它們也面臨著充分分散和有效發(fā)光顧此失彼的困境；而AIE碳量子點(diǎn)不受這些挑戰(zhàn)的影響，具有較好的前景。

固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)的性質(zhì)和應(yīng)用

• 良好的穩(wěn)定性

  與僅在液體分散狀態(tài)下發(fā)射的碳量子點(diǎn)相比，由于分散劑的保護(hù)作用，固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)在惡劣環(huán)境（如高溫、高濕度）下通常表現(xiàn)出更好的化學(xué)穩(wěn)定性（如耐酸堿）和物理穩(wěn)定性。

  
  

• 高熒光效率

  由于結(jié)合能的增加和內(nèi)振動(dòng)的降低，固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)的熒光效率通常高于常規(guī)碳量子點(diǎn)。

  
  

• 易于加工與儲(chǔ)存

  與液體或液體分散體（常規(guī)碳量子點(diǎn)）相比，固體粉末（固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)）更易于加工和儲(chǔ)存。

• 
  

由于固態(tài)發(fā)光碳量子點(diǎn)克服了ACQ效應(yīng)，因此拓寬了其在固態(tài)發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，在常規(guī)碳量子點(diǎn)無(wú)法滿(mǎn)足的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，包括光電子器件（如發(fā)光二極管、發(fā)光太陽(yáng)聚光器、太陽(yáng)能電池)、光傳輸器件、多模式信息加密、條帶傳感、壓力傳感、指紋識(shí)別以及紫外線屏蔽等。

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聚集誘導(dǎo)發(fā)光碳量子點(diǎn)

不同發(fā)光顏色的聚集誘導(dǎo)發(fā)光碳量子點(diǎn)粉末在365nm紫外燈下發(fā)光照片

（從左到右分別是紅光、橙光、黃光、綠光）

聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）碳量子點(diǎn) 紅光

XF355

外觀：紅色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

發(fā)光：紅光

AIE碳量子點(diǎn)-紅光在365nm紫外燈下發(fā)光照片

（分散劑：乙酸，溶劑：乙醇+水）

自左到右：水含量為 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）碳量子點(diǎn) 橙光

XF356

外觀：橙色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

發(fā)光：橙光

AIE碳量子點(diǎn)-橙光在365nm紫外燈下發(fā)光照片

（分散劑：乙酸，溶劑：乙醇+水）

自左到右：水含量為 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）碳量子點(diǎn) 黃光

XF357

外觀：黃色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

發(fā)光：黃光

AIE碳量子點(diǎn)-黃光在365nm紫外燈下發(fā)光照片

（分散劑：乙酸，溶劑：乙醇+水）

自左到右：水含量為 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）碳量子點(diǎn) 綠光

XF358

外觀：黃色粉末

尺寸：2-10nm（HRTEM）

發(fā)光：綠光

AIE碳量子點(diǎn)-綠光在365nm紫外燈下發(fā)光照片

（分散劑：乙酸，溶劑：乙醇+水）

自左到右：水含量為 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

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