博士生梁相永在polymers(IF=3.364 )上發(fā)表文章：Reusable Xerogel Containing Quantum Dots with High Fluorescence Retention。
盡管目前基于量子點（QD）建立了各種分析方法，但是大多數是在溶液中進行的，這對于儲存/運輸和快速分析是不夠的。此外，廢棄的量子點引起的潛在環(huán)境問題也不容忽視。 在本文中，通過引入量子點與聚合物基體之間的主客體相互作用，建立了一種含有強發(fā)射CdTe的可重復使用的干凝膠。 這種干凝膠具有較高的量子點負載量，在熒光下不發(fā)生降低或紅移（加載的最大量為最終干凝膠的50wt％），這是由于β-環(huán)糊精（βCD）分子的空間位阻。主客體相互作用牢固固定量子點 ，導致干凝膠的優(yōu)異熒光保留。 良好的檢測性能和可重復使用性意味著這種干凝膠可以用作多功能分析平臺（用于定量和定性分析）。 另外，干凝膠可以借助水自行愈合。
量子點（QDs）主要是指II-VI或IV-VI半導體的納米晶體，由于其獨特的光學和電子特性，近幾十年來一直是全球最熱門的研究領域之一。他們有可能為諸如生物成像，（生物）傳感器，太陽能轉換等許多技術帶來革命。在量子點的優(yōu)點中，分析化學家最感興趣的是熒光性質和表面化學條件之間的強烈親和力。研究人員已經建立了基于“開啟”或“關閉”量子點熒光的大量分析方法。但是，很難找到一種商業(yè)產品，其操作機制基于所報告的方法。主要原因之一是大多數提出的分析方法都是基于解決方案中的量子點，這不利于儲存，運輸和快速分析，限制了它們的實際應用。因此，QDs的固定化近年來引起了相當的關注。
迄今為止，基于QD的水凝膠一直處于競技場的中心，將量子點的獨特光電特性與水凝膠的結構特征結合在一起。溶膠 - 凝膠法已被證明是制備量子點水凝膠的有效方法。QD納米粒子可以在穩(wěn)定劑部分脫離后自發(fā)組裝成凝膠。然而，添加的氧化劑或光化學處理可使生物分子失活，縮小生物檢測領域中的QD應用。盡管Eychmüller課題組改進了傳統的溶膠-凝膠方法并以高活性包埋酪氨酸酶，但仍然非常耗時。基于QDs顆粒間組裝的一些其他策略已經開發(fā)出來以促進溶膠- 凝膠轉變，其中QD表面上的精心設計是必要的。簡化制備過程的更好選擇是構建聚合物-QDs結構。目前已經有人采用了逐層組裝，電紡絲/電噴霧，微圖案化和噴墨/接觸印刷等新興技術來制造基于量子點的傳感器。在這些方法中，原位聚合法在工業(yè)生產中更加方便，合適且具有成本效益，但是應該主要考慮負載量，穩(wěn)定性和量子點尺寸分布的問題。否則，它們會導致最終材料的熒光特性不可控。
江明院士團隊開發(fā)了一種通過主客體相互作用摻入量子點的超分子水凝膠，其中尺寸分布窄的量子點保持了令人滿意的光致發(fā)光，但QDs負載量低（當CdS濃度超過5mg/mL時熒光強度下降）限制了這種方法的實際應用。人們可能會注意到，幾乎所有上述的QD固定建議都停止在水凝膠的形式，需要嚴格的儲存條件，這是不利于運輸。水凝膠可以在環(huán)境氣氛下干燥或者通過超臨界流體干燥系統分別形成干凝膠或氣凝膠。通常，超臨界流體干燥系統干燥的氣凝膠表現出強烈的排放（原始熒光強度的> 90％），而如果水凝膠已經在環(huán)境大氣下干燥，由于可觸知的體積收縮引起的顆粒間相互作用增強，則熒光強度顯著降低（約50-60％的初始熒光強度）即干凝膠）。
將QDs產品商業(yè)化的另一個障礙是缺乏處理廢棄產品的環(huán)保計劃。一些研究小組已經提出警告，應該認真考慮量子點所帶來的巨大風險。同時，各種量子點的性質與另一種量子點有很大不同。建立處理廢棄量子點的完整系統還有很長的路要走。
在本文中，我們開發(fā)了一種新的策略，以制備含有量子點（碲化鎘（CdTe），一種典型的量子點）的可重復使用的干凝膠，具有高熒光保留，這可能為克服這些障礙鋪平道路，具有以下優(yōu)點：（a） CdTe納米晶體通過普通聚合程序固定在聚合物基體中，并在環(huán)境氣氛下干燥; （b）干凝膠能載入大量CdTe（理想的最大為最終干凝膠的50wt％）并且表現出強烈的發(fā)射，維持85％的QD溶液熒光強度; （c）干凝膠可以重復使用，減輕廢棄量子點造成的潛在危害; （d）CdTe表面存在βCD分子使得干凝膠潛在的寶庫被挖掘出來（異構體，手性區(qū)別等）。另外，干凝膠還通過截留相應的酶顯示出作為生物傳感器的潛力。
圖1. HEMA-Ad @βCD-CdTe / PHMAAm干凝膠的制備機理示意圖
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http://www.mdpi.com/2073-4360/10/3/310