莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学的化学家在单壁碳纳米管中发现了第二种荧光
当被激发成单线态的氧分子与纳米管相互作用时，荧光被触发，促使激子形成三重态，三重态转化成发荧光的单线态
学分:清林炜/莱斯大学 碳纳米管发出荧光不再令人惊讶
发现第二种荧光水平是令人惊讶的，也是潜在有用的
它是如何工作的？(要说出令人吃惊或高兴的事情)听着
布鲁斯·韦斯曼(Bruce Weisman)的莱斯大学实验室是化学教授，他在2002年率先发现了纳米管荧光，发现单壁纳米管在含有染料分子和溶解氧的溶液中通过多步过程触发时，会发出延迟的二次荧光
延迟只有几微秒，但这足以通过一些努力被检测到
该论文的主要作者、莱斯大学校友清-林炜和研究科学家谢尔盖·巴奇罗在《美国化学学会杂志》上详细描述了这一复杂过程
当光激发一种含有一种名为玫瑰红的染料的溶液时，反应就开始了
溶解在溶液中的氧分子从染料中捕获能量，形成O2的能量形式
然后它们将能量转移到纳米管，在那里激子——由电子和电子空穴组成的准粒子——以三重态产生
随着一点额外的热能，这些激子被提升到更高能量的单重态，发出观察到的荧光
韦斯曼说:“多年来，我们一直在研究纳米管和氧气的有趣效应。”
“我们已经发现了相当多可能发生的事情，从能量转移或荧光可逆淬灭等物理效应，到引发纳米管和脱氧核糖核酸之间的化学反应
所以这项研究是一个更大的探索项目的一部分
" 韦斯曼说，他们激发溶解氧分子的能力促使研究人员了解这将如何影响邻近的纳米管
“我们通过用可见光激发染料分子来产生单线态氧，然后氧使染料失活并自我激发，”他说
“这个想法可以追溯到几十年前的光物理学，非常传统
这里不寻常的是，单线态氧与纳米管相互作用，直接在管中产生三重态激发
那些三重态相当难以捉摸
“有机分子的三重态是寿命最长的激发态，”韦斯曼说
“它们的寿命比单重激发态大几个数量级，所以它们可以逗留足够长的时间，以便撞上其他东西并发生化学反应
“但是因为纳米管三重态不能很好地发光或直接吸收光，所以它们很难研究，而且对它们了解不多，”他说
“我们一直在努力更好地理解它们
" 触发荧光仍然需要一个额外的步骤
韦斯曼说:“仅仅通过周围随机的热扰动，这些家伙有时会被踢到明亮的单线态，然后他们可以通过吐出一个光子来告诉你他们在那里。”
因为三重态可以持续10微秒左右，所以上转换发射称为延迟荧光
研究人员必须找到一种方法来检测纳米管明亮的初级荧光中相对较弱的效应
韦斯曼说:“这就像在被明亮的闪光灯弄瞎后，试图看到一个模糊的物体。”
“我们必须设计一些特殊的仪器
" 一种设备“基本上是一个快速机械快门”，在明亮的闪光期间覆盖短波红外(SWIR)光谱仪，然后快速打开，这是一种反向相机，在7微秒内从覆盖到打开
他说，另一个设备是一个灵敏的探测器，由电子信号触发，测量微弱的辐射如何随着时间的推移而消失
“这些系统都是由清卫建造的，他是一个了不起的实验主义者，”他说
魏斯曼和他的同事已经在医学成像技术和基于纳米管的智能皮肤中使用纳米管荧光来测量表面应变以及其他应用
他说这项新发现最终可能会进入光电子学和太阳能领域
韦斯曼说:“没有一个直接的步骤可以让人们读到这篇文章，并制造出一种新的、更高效的设备。”
“但是关于过程和性质的基础知识是新技术的基础
"
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