近日，电子信息学院梁亚川博士和姜利英教授联合郑州大学物理学院刘凯凯教授和单崇新教授在国际知名期刊《Small》（IF=13.3）上发表题名为“Thermally Enhanced Phosphorescent Carbon Nanodots for Monitoring Cold-Chain Logistics”（《用于冷链物流监控的热增强磷光碳纳米点》）的高水平研究论文。论文第一作者为电子信息学院梁亚川博士，通讯作者为电子信息学院姜利英教授、郑州大学刘凯凯教授和单崇新教授，郑州轻工业大学为第一署名单位。
高温下有效工作的室温磷光（RTP）材料的开发仍然是一个挑战，因为三重态激子的热猝灭。高温导致发射损耗主要是由于激发电子的非辐射弛豫引起的，这显著阻碍了RTP材料的效率和运行稳定性。这种热猝灭过程涉及通过声子相互作用的热失活，然后通过非辐射弛豫释放它们。迄今为止，由于在高温下增加的非辐射弛豫引起的热猝灭过程，实现RTP材料中的热增强磷光仍然很罕见。热引起的非辐射弛豫是不可避免的，但是可以通过调节温度来调整磷光材料的周围环境。因此，通过将RTP材料纳入特定基质中，可以获得热增强的磷光材料。
在这项研究中，通过将具有独特热增强特性的磷光碳点(CND)嵌入到纤维基质中，设计并构建了热增强磷光碳点。CND与纤维之间形成的氢键在限制CND的振动和旋转中起着至关重要的作用，这减少了三重态激子的非辐射复合。此外，高温可以引起吸附在CND表面的氧分子的解吸，从而破坏三重态激子与氧分子之间的相互作用。因此，在323 K和373 K下可以实现CND的超长磷光。磷光寿命从326毫秒增加到753毫秒，几乎增加了两倍，并且磷光强度实现了十倍的增强（从25增加到245）。最后，具有热增强磷光特性的CND被成功应用于冷链物流中的警示指示器。
此研究成果得到了国家自然科学基金、河南省科技攻关等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/smll.202312218