一种新型洋葱层状纳米结构有助于增进生物成像、太阳能捕获以及光基清静手艺的生长。这种粒子的立异生长是以其层状结构为基础的:内核为镱和铥质料,壳结构为含钕质料有机染料,而涂层为有机染料。这样的分层结构可以将红外线转换为高能的蓝光或者紫外光,其效率很高,从而可以提高组织深层成像,光诱发治疗,以及可用于印刷钱币的清静墨水等。
提到生物成像,近红外光可用于引发人身体内的发光纳米粒子,从而获得比照度更高的图像。在清静领域,纳米粒子注入墨水可用于钱币设计,这样的墨水肉眼无法区分,可是低能量的激光脉冲下可以获得蓝光,这使得假币制造者很难模拟。“这为未来的生长又增添了许多的可能性。”Tymish Ohulchanskyy说。“通过制作一种特殊层可以有用提高将能量从外貌转达到核的效率,从而发射蓝光和紫外光,我们的设计可以资助解决许多以前手艺面临的难题。”Guanying Chen说。“和通俗的粒子相比,我们的粒子效率要高100倍,从而使得其越发适用。”Jossana Damasco说。该研究揭晓在《纳米快报》杂志上。
仔细剖析这些质料层
将低能量的入射光转变为高能量的光着实并禁止易,这个历程涉及到要捕获两个以上的光子,并且将其能量团结起来形成一个简单的,更高能的光子。这种洋葱状的纳米粒子层却将这项使命完成地很是好,这三层每一层都能实现奇异的功效。
其最外层具有有机染料。这种染料层可以吸收能量较低的近红外光,这种染料层就像天线一样可以将吸收的光转酿成内部的能量。接下来就是含钕壳层,这一层就像是一个毗连染料外层和发射光的粒子内层的桥梁。在最内里的光发射层,镱和铥离子可以协同事情。镱离子可以将能量转移到内层,且把能量转达给铥离子,这种铥离子可以同时吸收三个以上的光子,并且至发射出一个粒子,因此发射的能量更高。那么问题来了,为什么只用核,而还要用染料层和钕壳层呢?
Ohulchanskyy和Chen诠释道,这是由于内核层自己对光子的吸收效率并不高所导致的。当使用了染料层以后,钕壳层作为桥梁就必需保存,就像一个蹊径一样,有利于能量转达到内层的发光铥离子上。
该研究是由科学研究空军办公室,国家自然科学基金优异青年基金,国际相助项目的中国科学手艺部,哈尔滨工业大学基础研究优异人才妄想和中央高�;⊙芯孔式鹱手瓿傻�。该论文的作者包括Chen, Damasco, Ohulchanskyy, Prasad, Hailong Qiu, Wei Shao, Rashid R. Valiev, Xiang Wu, Gang Han, Yan Wang, Chunhui Yang 和Hans Agren。