具有从可见光到近红外的适应性荧光颜色的微珠

发布时间：2024-09-13 10:30:37 栏目：生活

导读 1. 国立材料科学研究院的研究团队成功开发出一种以柠檬酸为主要成分的环保型微球荧光材料。这些微球会根据照明光和珠子大小发出各种颜色的...

1. 国立材料科学研究院的研究团队成功开发出一种以柠檬酸为主要成分的环保型微球荧光材料。这些微球会根据照明光和珠子大小发出各种颜色的光，应用范围十分广泛。此外，使用植物衍生材料可以实现低成本、节能的合成。



2. 传统的发光器件通常使用含有金属的化合物半导体薄膜或含有稀土元素的烧结无机材料。然而，在循环经济中，需要不使用供应链不稳定的稀土元素或对环境影响很大的金属元素的荧光/发光材料。我们开发的微珠旨在使用丰富且易于获得的植物衍生材料作为主要成分，提供对环境影响较小的荧光材料。

3. 由材料纳米结构研究中心 (MANA) 纳米光子学小组领导的研究团队开发了通过加热柠檬酸和聚氨基酸合成的微珠型发光材料，用于软饮料和食品添加剂。这些球体利用热变性聚集的聚氨基酸中烟灰或石墨状纳米结构的荧光发出红光、蓝光和黄光，以及肉眼看不见的近红外光。通过利用微珠的光限制效应，他们已经证明单个珠子可以发出各种颜色的光(不同波长的光)。

4. 除了发射各种颜色的光之外，这些微珠的荧光波长和光强度分布(荧光光谱)还根据其形状和大小而有很大差异。每个珠子的独特荧光光谱可以用作认证标签或条形码。这种能力允许使用光识别单个珠子，从而产生变色涂料、防伪油墨和荧光探针等应用，这些应用可以识别和跟踪生物系统中的单个珠子。

5. 这项研究由 MANA 光子纳米工程组组长 Tadaaki Nagao、NIMS 博士后研究员 Barun Kumar Barman(前 JSPS 博士后研究员)、JSPS 研究员 Hiroyuki Yamada、研究员 Keisuke Watanabe、材料基础研究中心固态 NMR 组组长 Atsushi Goto、首席研究员 Kenjiro Hashi、首席工程师 Shinobu Ohki 和 NIMS 研究网络和设施服务部高磁场特性部门的工程师 Kenzo Deguchi 组成的团队进行。这项研究得到了日本学术振兴会 (JSPS) 的资助。

6.该研究成果将于2024年6月13日在《先进科学》杂志在线版上发表。