近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所曲松楠副研究員及其科研團(tuán)隊(duì)在國際上首次提出超級碳納米點(diǎn)的概念，并研制出基于超級碳納米點(diǎn)的水觸發(fā)“納米熒光炸彈”。復(fù)合該“納米熒光炸彈”的紙可以實(shí)現(xiàn)噴水熒光打印、指紋汗孔熒光采集等多種實(shí)際應(yīng)用，相關(guān)該結(jié)果發(fā)表在國際期刊Advanced Materials上（DOI: 10.1002/adma.201403635）。
熒光成像可作為一種有效的技術(shù)方法，在數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)安全和臨床診斷等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。該方法很大程度上依賴于新型智能發(fā)光材料的開發(fā)。近年來，一種新型的碳納米材料，即熒光碳點(diǎn)的出現(xiàn)，使原本非發(fā)光的碳材料表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光特性，引起國際上極大關(guān)注。長春光機(jī)所曲松楠副研究員帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)自2012年起開展新型熒光碳點(diǎn)的研究工作，相繼取得一系列科研成果：（1）首次以尿素為氮源制出一種基于碳納米點(diǎn)的具有生物相容性的熒光墨水（Advngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12215.）；（2）首次基于具有雙熒光發(fā)射的碳納米點(diǎn)構(gòu)筑比率型熒光探針（Nanoscale, 2013, 5, 5514.）;（3）首次實(shí)現(xiàn)碳納米點(diǎn)在綠光波段的光泵浦激光（Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2689.）；（4）首次基于生物基質(zhì)研制出高熒光量子效率碳納米點(diǎn)復(fù)合型熒光粉（Nanoscale, 2014, 6, 13076.）；（5）研制出熒光量子效率高達(dá)90%以上的碳納米點(diǎn)復(fù)合物固體薄膜（Part. Part. Syst. Charact. 2014, 31, 1175）。
以往碳納米點(diǎn)的研究主要針對單個碳納米點(diǎn)的發(fā)光特性。近期，曲松楠及其科研團(tuán)隊(duì)在熒光碳納米點(diǎn)領(lǐng)域的研究又取得了新突破，在國際上首次提出“超級碳納米點(diǎn)”的概念，并研制出基于“超級碳納米點(diǎn)”的水觸發(fā)“納米熒光炸彈”，使得碳納米點(diǎn)材料成為一種新型的智能發(fā)光材料。這種“超級碳納米點(diǎn)”是由部分烷基鏈修飾的碳納米點(diǎn)在甲苯中自組裝而成。由于聚集導(dǎo)致其熒光淬滅，表現(xiàn)出極弱的熒光。這種“超級碳納米點(diǎn)”遇水會分解成獨(dú)立的小尺寸碳納米點(diǎn)，進(jìn)而會導(dǎo)致其光致熒光增強(qiáng)。同時，這種“超級碳納米點(diǎn)”的紙復(fù)合物會產(chǎn)生快速的水誘導(dǎo)光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象。這種“超級碳納米點(diǎn)”復(fù)合紙可作為無墨打印紙進(jìn)行噴水熒光打印來實(shí)現(xiàn)更加環(huán)保的信息存儲和信息加密。這種成本低、環(huán)保、全新的碳基納米材料還可以用在醫(yī)療和診斷領(lǐng)域。通過在這種“超級碳納米點(diǎn)”復(fù)合紙上按壓手指，可以快速、精確地采集指紋上處于激活狀態(tài)的汗孔分布圖，實(shí)現(xiàn)個人指紋信息更加安全、可靠的采集及個人健康的診斷。相關(guān)該結(jié)果發(fā)表在國際期刊Advanced Materials上（DOI: 10.1002/adma.201403635）。
圖1 水出發(fā)“超級碳納米點(diǎn)”復(fù)合紙的熒光增強(qiáng)機(jī)制圖 
圖2 在可見光（a）和可見兼紫外光（b）照射下用純水墨盒和HP-46三色墨盒打印在“超級碳納米點(diǎn)”復(fù)合紙上中科院長春光機(jī)所所標(biāo)的照片；（c）純水墨盒打印“超級碳納米點(diǎn)”復(fù)合紙上中科院長春光機(jī)所所標(biāo)紫外光照下的照片。（標(biāo)尺=1厘米）
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