昆明理工李永进/宋志国团队: 优异可逆光致变色+上转换发光材料新思路

学术   2025-01-03 10:50   英国  

研究背景

可逆光致变色材料因其在防伪、光学储存、智能窗口和生物成像等领域有着广泛的应用前景而备受关注。
然而,有机光致变色材料存在合成复杂、易产生副产物、紫外线 (UV) 辐射下易发生光降解等问题;而传统的无机可逆光致变色材料通常表现出颜色切换缓慢和单色切换的特性,这些都严重阻碍了其实际应用。
因此,设计和合成具有快速响应和高对比度的稳定可逆光致变色材料仍然是一项具有挑战性的任务。

文章简介

近日,昆明理工大学李永进副教授宋志国教授团队将 Er³⁺ 离子的上转换发光和缺陷工程相结合,制备了富氧空位的 Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米片,通过氧空位增强可逆光致变色和上转换发光性能。

本工作通过 PVP 辅助的溶剂热法,合成了具有氧空位的 Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米片。氧空位和稀土离子的协同作用有助于光生载流子的分离和传输,进而提高 Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米片的光还原性能。当紫外光辐照时,Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er3+ 纳米片高的光还原活性和有效的载流子分离,使 Bi³⁺ 还原为 Bi(3-δ)⁺ 导致颜色从浅黄色迅速变化为深棕色。同时,存在的氧空位可以在 Bi₃O₄Br 价带和导带之间诱导形成中间能带,实现价带-中间能带-导带的跃迁;在 980 nm 激发下,绿光和红光上转换发射分别增强 9.6 倍和 8.8 倍。通过将富有氧空位的 Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米片与琼脂糖水凝胶结合制备了 Bi₃O₄Br:Yb³⁺,Er³⁺/琼脂糖纳米复合膜,该膜具有优异的可逆光致变色和上转换发光性能。

本研究为多模态可逆颜色开关材料的设计提供了新的见解。该成果以“Construction of oxygen-rich vacancy Bi₃O₄Br: Yb³⁺,Er³⁺ nanosheet for enhanced photoreversible color switching and upconversion luminescence”(《构建富氧空位 Bi₃O₄Br: Yb³⁺,Er³ 纳米片,用于增强可逆光致变色和上转换发光》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry C 上,并入选为 hot article

论文信息

  • Construction of oxygen-rich vacancy Bi₃O₄Br: Yb³⁺,Er³⁺ nanosheets for enhanced photoreversible color switching and upconversion luminescence

    Xueting Zhao, Junhao Ma, Jindan Zha, Kuisui Huang, Chenghui Chai, Zhaoyi Yin, Zhiguo Song, Jianbei Qiu, Yongjin Li*李永进,昆明理工大学)

    J. Mater. Chem. C, 2025, Advance Article
    https://doi.org/10.1039/D4TC03981E

作者简介

赵雪婷 硕士研究生
昆明理工大学

本文第一作者,昆明理工大学材料科学与工程学院材料学专业硕士研究生。主要从事稀土掺杂层状钙钛矿发光材料的研究。






李永进 副教授
昆明理工大学

本文通讯作者,昆明理工大学材料科学与工程学院副教授,硕士生导师,云南省光电功能材料创新团队成员,云南省“兴滇英才支持计划”青年人才。现主持国家自然科学基金青年项目 1 项、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项项目 1 项、云南省自然科学基金 2 项。以第一作者和通讯作者在 Applied Catalysis B: Environmental、Advanced Science、Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Chemistry C 等期刊上发表 SCI 论文 50 余篇,申请和授权发明专利 10 余件。

期刊介绍

Materials with applications in optical, magnetic & electronic devices

rsc.li/materials-c

J. Mater. Chem. C

2-年影响因子*5.7
5-年影响因子*6.0
JCR 分区*Q1 物理-应用
Q2 材料科学-跨学科
CiteScore 分10.8
中位一审周期29 


Journal of Materials Chemistry ABC 报道材料化学各领域的高质量理论或实验研究工作。这三本期刊发表的论文侧重于报道对材料及其性质的新理解、材料的新应用以及材料合成的新方法。Journal of Materials Chemistry ABC 的区别在于所报道材料的不同预期用途。粗略的划分是,Journal of Materials Chemistry A 报道材料在能源和可持续性方面的应用,Journal of Materials Chemistry B 报道材料在生物学和医学方面的应用,Journal of Materials Chemistry C 报道材料在光学、磁学和电子设备方面的应用。

Editor-in-Chief

  • Natalie Stingelin
    🇺🇸 佐治亚理工学院

Associate editors
  • A. S. Achalkumar
    🇮🇳 印度理工学院古瓦哈提分校

  • Rachel Crespo-Otero
    🇬🇧 伦敦大学学院

  • Renaud Demadrille
    🇫🇷 格勒诺布尔跨学科研究所

  • Antonio Facchetti
    🇺🇸 佐治亚理工学院/西北大学

  • Unyong Jeong
    🇰🇷 浦项科技大学

  • Oana Jurchescu
    🇺🇸 威克森林大学

  • Mingzhu Li (李明珠)
    🇨🇳 中科院理化技术研究所

  • Martyn McLachlan
    🇬🇧 伦敦帝国理工学院

  • Kasper Moth-Poulsen
    🇪🇸 巴塞罗那材料科学研究所

  • Ana Flávia Nogueira
    🇧🇷 坎皮纳斯州立大学

  • Erin Ratcliff
    🇺🇸 亚利桑那大学

  • Yana Vaynzof
    🇩🇪 德累斯顿工业大学

  • Maia G. Vergniory
    🇩🇪 马普固体物理化学研究所

  • Zhiguo Xia (夏志国)
    🇨🇳 华南理工大学

  • Hao-Li Zhang (张浩力)
    🇨🇳 兰州大学

  • Ni Zhao (赵铌)
    🇨🇳🇭🇰 香港中文大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier
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