九州大学 右边玻璃管中的一个新开发的分子系统通过三重态-三重态湮灭有效地将可见光，甚至是典型的发光二极管发出的可见光转化为紫外光
该系统由九州大学的研究人员开发，在高强度光下实现了20%的上转换效率，是以前记录的两倍，同时即使在弱光下也相对高效
学分:九州大学柳井信弘 从制氢到空气净化的光动力过程在环境光下的性能可能会有所提高，这要归功于一种新的材料系统，它可以直接将可见光转化为紫外光，效率是以前记录的两倍
该系统由九州大学的研究人员开发，在高强度下实现了20%的光上转换效率，即使在弱光下也能保持相对较高的性能，这使得它有望利用我们周围的可见光来驱动需要高能紫外光的应用
虽然人们经常试图避开紫外线，因为它会对皮肤造成伤害，但九州大学工程学院副教授柳井正一直在寻找方法，增加这些高能射线的数量，为光催化剂提供能量，使其能够进行各种有用的反应，从生产用于燃料电池汽车的氢气到净化室内环境
柳井正解释说:“虽然专用光源，如紫外线发光二极管，可以用来驱动这些反应，但它们消耗能量，增加复杂性。”
“取而代之的是，一个更优雅的解决方案是收集已经在我们周围的阳光和室内环境光
" 然而，这些环境光源的大部分能量通常在较低能量的可见光区，只有一小部分在超可见光区，因此研究人员一直在寻找将波长大于400纳米的可见光直接转换成较高能量的紫外光的方法
为了做到这一点，柳井正和木村信夫领导的研究小组一直专注于一个叫做三重态-三重态湮灭的过程
在这个过程中，在吸收可见光后，分子上形成被称为三重态的高能态
然后，这些“供体”分子将它们的三链体交给“受体”分子，后者可以将两个三链体结合起来，形成一个更高能量的状态，以紫外光的形式释放出来
直到最近，使用三重态-三重态湮灭从可见光到紫外光的传统上转换的最大报道效率约为10%，并且只能用比太阳光强1000倍的可见光来实现
柳井正和他的团队现在在Angewandte Chemie国际版杂志上报道说，他们已经打破了这一记录，同时在来自太阳和室内发光二极管的微弱可见光下也大大提高了效率
柳井正表示:“五年多来，我们一直在努力提高这一过程的效率，但我们一直停留在5%左右。”
“我们终于能够通过新的分子设计实现重大飞跃，这为我们提供了性能优异的合适分子
" 发射紫外线的受体分子对三重态-三重态湮灭的低效率和产生三重态的供体分子对产生的紫外线发射的猝灭是限制性能的两个关键问题
为了克服这些问题，研究人员开发了一种新的受体分子，命名为TIPS-萘，它具有高的三重态-三重态湮灭效率和足够低的三重态能量，可以很容易地从一种叫做Ir(C6) 2(acac)的分子中接受三重态，这是一种他们以前发现的高级供体，不能强烈吸收上转换的紫外辐射
TIPS-萘和Ir(C6)2(acac)的组合成功地获得了最高的上转换效率20
在强光下5%
此外，与传统系统相比，该系统还成功地显著降低了所需激发光的强度，即使在类似于阳光的强度下，也实现了约10%的上转换效率
“这个系统可以有效地将非常低强度的可见光转换成紫外光
柳井正评论道:“我很惊讶，即使是我通常在办公桌上使用的发光二极管，我们也能获得紫外线。”
研究人员将这种性能归因于TIPS基团与受体分子的萘中心的刚性结合，这有助于抑制导致能量损失的内部分子运动，并且TIPS基团本身微调分子的三重态能量，同时将发射保持在紫外线范围内
除了找到继续提高效率的方法之外，研究人员还在探索如何让系统在解决方案中表现良好，以进一步简化其在各种光驱动过程中的应用
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