把发光分子关进“笼子” 让“有机夜明珠”光芒更甚

  在鼠标、手机、玻璃杯、陶瓷杯、插销、档案袋等介质的表面,都能显示出不同清晰度的指纹,甚至指纹中的呼吸孔均能成功识别。值得一提的是,基于该类材料,研究团队还设计并制备了余辉显示屏。通过电流驱动和系统控制,首次实现了材料在余辉显示领域的应用。

  早在炎帝时期,人类就发现了长寿命发光的余辉现象,也就是人们常说的“夜明珠”,经过千百年的发展,余辉发光现象依旧常见于无机发光材料,即能发出磷光的高标准天然无机材料。近年来,科学家们一直希望设计出高效的能长时间保持余辉的有机室温磷光材料。

  这种执着,让科研工作者们距离梦想更进一步。近日,中国科学院院士黄维、南京工业大学教授安众福联合新加坡国立大学刘小钢教授,提出“发色团限域”策略,最终实现了分子态高效蓝色室温磷光,成果发表于国际顶尖学术刊物《自然·材料》。

  研究团队还“一光多用”,开发出具有多重应用价值的磷光材料器件,并尝试将其应用到指纹识别中。值得一提的是,该材料黏附指纹的能力较强,在鼠标、手机、水杯、档案袋、金属等日常生活中常见物体上,均能很好地显示出来指纹。虽然目前这些应用还处于实验室阶段,但对科研人员来说,这些探索对理解有机磷光材料分子结构、堆积方式与发光性能的关联机制具有重要意义,同时为纯有机室温磷光材料迈向新应用奠定了基础。

  妙手偶得,推开有机室温磷光世界一扇窗

  于茫茫黑夜中熠熠闪光的夜明珠,被视为人间宝物。传统的夜明珠,是一种在撤去激发光源后,仍能持续发光的特种蓄光型材料,也被称为磷光材料或长余辉材料。

  有机超长磷光材料,被业界誉为“有机夜明珠”,近年来备受关注。继2019年“有机超长磷光材料”首次入选中国科学院与科睿唯安联合发布的《研究前沿》化学与材料科学领域的Top10热点前沿后,2020年该研究方向——有机室温磷光材料再次入选。

  目前,中国、新加坡、美国、英国、日本等国科研人员在有机室温磷光材料领域做了很多重要工作,通过引入溴/碘等重原子、引入芳香碳基、形成晶体等具体方法,合成了多种有机室温磷光材料。

  “以往,室温磷光材料通常是含贵金属的无机物或金属有机化合物,这些金属在地表的丰度很低、存量有限,而且价格昂贵,例如铱、铂。所以越来越多的研究,开始集中于不含金属的纯有机磷光材料上。纯有机化合物的磷光材料,多由碳、氢、氮等元素构成,他们在地表含量高,合成相对简单,但它们要被限制在77K,即零下196摄氏度的环境中才能长时间发光。”论文的通讯作者之一安众福说,2010年他还在读博士时,开始研究能够超长时间发光的有机磷光材料,自此打开了磷光世界一扇窗。

  2010年的一个傍晚,安众福像往常一样,将有机磷光材料样品附着到硅胶板上,在关掉紫外灯的瞬间,眼前突然闪过一道亮光。

  “我不敢相信自己的眼睛,一般情况下,材料只在紫外灯照射下才会发光,关掉灯亮光也会随即消失。”安众福不甘心,又试了一遍,一闪而过的光依旧存在。他当即换了短波长的紫外灯去照硅胶板上的样品,这时,不但出现了一道余辉,还持续了10秒左右。

  安众福既惊喜又惊诧,有机材料通常很难观测到室温磷光,一般在低温下比较容易实现。而且,在有机材料科学实验中,撤去激发光源后还能发光数十微秒即为“长时间”发光,而他们观测到的磷光却可发光约10秒。他们把这种材料定义为“有机超长余辉材料”。

  在导师、中国科学院院士黄维等人的指导下,2015年,安众福所在的科研团队,在世界上首次设计并制备了多个系列的室温单组份有机长寿命磷光材料。

  受“冷冻”启发,独特结构提高发光效率

  6年前让安众福在有机室温磷光材料领域“初啼新声”的那项研究,核心在于首次提出的“H—聚集结构稳定三重态激子”的设计思想。这种结构设计的研究思路,让研究团队获得一系列新型的小分子和聚合物纯有机超长磷光材料。此次发表的成果,亦能寻得其中痕迹。

  “促进单重态和三重态之间的系间窜越,抑制三重态激子的非辐射跃迁是实现纯有机室温磷光的关键。”安众福指出,由于三重态激子的耗散途径很多,如延迟荧光、三重态—三重态湮灭等,这严重影响纯有机室温磷光性能的提升。

  “我们阅读大量文献并做了很多尝试后发现,在77K的低温环境中,被冻住的蓝磷光材料更容易高效发光。这启发我们,在室温下限制磷光材料中分子运动,是不是也可以实现蓝色磷光材料的高效发光?”安众福说,在此次研究中,团队基于强作用力的离子键,创造性地提出“发色团限域”策略,他们以均苯四甲酸(PMA)这一多羧酸化合物为研究模型,通过结构设计,合成了均苯四甲酸四钠盐(TSP)的高效蓝色室温磷光离子晶体材料。

  “这相当于把磷光材料的分子包裹在一个由离子键搭建的笼子里,离子键包围在分子周围,周围的抗衡离子将发光的分子,也就是发色团,限定在一个刚性、孤立的笼子里。各个方向的抗衡离子和发色团相互牵制,形成稳定的结构。同时,羧酸基团不仅可以形成离子键,而且还有利于促进激子的系间窜越。”安众福介绍,光激发后,有机离子晶体TSP呈现明亮的蓝色长余辉现象,其寿命可达168.39毫秒。

  “研究发现稳态光致发光光谱和磷光光谱几乎完全重叠,仅在325纳米处出现一个极小的荧光峰。较大的磷光峰占比从侧面说明了其高效的磷光效率,磷光效率高达66.9%。”安众福兴奋地说。

  一光多用,在多个领域展现应用前景

  最简单的分子却能实现最优异的磷光性能,为了进一步验证“发色团限域”策略实现分子态高效室温磷光的普适性,该团队调整抗衡离子和发色团单元,设计合成了5个蓝色磷光材料、2个绿色磷光材料和5个黄色磷光材料,均实现了长寿命、高效室温磷光。其中,蓝色室温磷光发光效率高达96.5%。

  有机离子晶体的高效长余辉和水溶性特征,也让团队看到理想照入现实的希望。他们基于离子晶体TSP制备了加密墨水,通过喷墨打印技术,将有机室温磷光材料TSP打印到需要显示的位置,实现了材料在数据安全方面的应用。

  记者看到,在一张纸上,写有“My hometown Nanjing is a charming, bustling, metropolitan city with a long history”。在普通日光下,打印出的纸张看上去平淡无奇。但关掉光源后,“Materials”的蓝色加密信息显示出来,这些蓝色字母的颜料便来自有机室温磷光材料TSP。

  基于该材料的喷墨打印加工性能,团队还打印了高精度的世界地图,进一步展示了该类材料在加密墨水方面的应用潜力。

  不仅于此,这类离子化合物还能与指纹中的油脂等富羟基结构结合,用于指纹识别。

  记者看到,在鼠标、手机、玻璃杯、陶瓷杯、插销、档案袋等介质的表面,都能显示出不同清晰度的指纹,甚至指纹中的呼吸孔均能成功识别。

  “我们将TSP材料研磨成粉末,洒在鼠标、手机等介质的表面,TSP可以与指纹中的油脂发生作用,就会显示出指纹的轮廓。”安众福解释。

  值得一提的是,基于该类材料,研究团队还设计并制备了余辉显示屏。通过电流驱动和系统控制,首次实现了材料在余辉显示领域的应用。

  “雷达探测时,会在屏幕上显示位点信息,将TSP植入雷达显示材料中,在电流驱动下,不仅实现了0—9数字的余辉显示,而且因为余辉停留的时间长,可以显示出目标移动的距离和方向轨迹,有利于雷达扫描的示踪显示。”安众福展望,这种显示效果还可以用于医学影响成像,将磷光材料注入生命组织中,在光激发后,可以清楚看到组织中的成像轮廓,但这还需要大量的实验测试。

  不过,目前的加密、指纹识别、雷达示踪等尝试都还只是在实验室阶段,要进入产业化还需要长时间的积累和验证。“科研人员的使命是应社会发展需要,不断革新,推动社会变革。”安众福说。

  来源:科技日报

喀山红宝石 ❤️ 体育总监奥列格·亚罗文斯基谈关于杰尼斯·马卡罗夫转莫斯科会迪纳摩,克瓦拉茨赫利亚的未来去向,以及俄超联赛中的外援注册人数限制等问题。

2021年8月6日,喀山红宝石 ❤️ 足球俱乐部体育总监奥列格·亚罗文斯基在接受俄罗斯媒体《体育快报》记者的采访时,回答了有关杰尼斯·马卡罗夫转会莫斯科迪纳摩的交易是如何进行的,为什么俱乐部至今尚未出售克瓦拉茨赫利亚,以及是否真的曾经想过签下前莫斯科火车头的波兰国脚中场克雷霍维亚克。

①.“喀山红宝石 ❤️ 早就想出售一位中场球员,只是碰巧这次是杰尼斯·马卡罗夫”

- 奥列格,为什么杰尼斯·马卡罗夫会转会去迪纳摩?莫斯科火车头和克拉斯诺达尔对这名球员也很感兴趣 ……
“确实,我们与三家俱乐部都进行了谈判,但迪纳摩比其他任何人都先找到了我们,而且他们从冬天开始就对杰尼斯·马卡罗夫很感兴趣了,表现得也非常活跃。同时,我们也必须考虑对方对杰尼斯的喜爱程度和需要程度。与克拉斯诺达尔的谈判,其实我们也很接近达成共识了,但迪纳摩还是三家里面最接近的。而火车头则距离与杰尼斯·马卡罗夫的签约还差得远呢,在与火车头的谈判中,我们是处于不同的观点的,我们对之后的一些发展形势有着不同的看法。”

- 外界流传的900万到1000万欧元的转会费与真相有多接近?
“我不会谈论财务细节,我只能说俱乐部对此次转会感到满意。”

- 杰尼斯·马卡罗夫是国脚级球员,上赛季球队的进攻端核心之一。在外人来看,尽管他是以替补的身份开始本赛季的,但人们对他仍抱有很大的期望,因此人们会担心他的离队是球队的重大损失。
“球队是一个有生命的有机体,球员也是不断地从一个地方转会到另一个地方,球员就应该是流动的,我认为没有理由对此感到害怕。是的,杰尼斯·马卡罗夫以替补的身份开始了这个赛季,那是因为他在国家队比赛之后休息的时间最长。此外,他在上个赛季结束后是没有假期的。这不应该误导任何人,他从一开始就没和球队处在一样的节奏下,也就没有完全发挥作用。我们从一开始就准备出售一位中场球员,结果是杰尼斯·马卡罗夫,俱乐部有一个战略,我们不会仓促做出决定。球员们明白我们的计划是什么,这是一个重要的事情,球员们也要知道他们的状态和要去的地方。我们之前也说过了,我们的球员,尤其是外籍球员,希望转会到更强的联赛中去,我们认为这是没有任何问题的。对我们来说,无论是我本人,主教练,还是总经理,当听到有球员说在离开喀山红宝石之后,他想去英格兰、意大利或德国的联赛中踢球的话,这是没有错的。这其实就是理想的情况,是符合俱乐部利益的。我们也要了解谁在新合约的计划内,谁在可能转会的范围内。”

②.“杰尼斯·马卡罗夫的薪金问题并不是他转会的基础性因素”

- 杰尼斯·马卡罗夫的薪水将随着这次转会增长近五倍。那么,薪金问题会不会是他转会的原因?
“杰尼斯和我在这个问题上没有任何分歧,他在迪纳摩的薪水是他自己的事情。杰尼斯·马卡罗夫挣得越多,我就越为他感到高兴。他是一名职业足球运动员,必须尽可能多地赚钱,因为球员的职业生涯很短。但是,薪水问题根本不是这次转会的基础性因素,绝对不是。”

- 您这边本身也准备好了为他涨薪,即使没有其他球队求购他?
“当然。首先,他的工资已经提高了,当球员取得了一定的进步,有了一定的发展,俱乐部就有义务为其提高工资。这不仅适用于杰尼斯·马卡罗夫,也适用于喀山红宝石的任何球员。同时,这也是所有俄超俱乐部的常态,球员首先达到一种竞技状态下,然后他们会得到与此前不同的另一种状态下的回报。但在转会到迪纳摩的过程中,杰尼斯·马卡罗夫的薪金问题根本没有起到任何作用。”

- 杰尼斯·马卡罗夫的离队是否意味着克瓦拉茨赫利亚会留下来?
“我已经说过很多次了,克瓦拉茨赫利的情况总是让大家很感兴趣,每个人都在等待着将要发生的事情。如果发生转会,这将是一个非常大且涉及金额很高的转会,这类转会需要的时间比人们想象的要长。此外,还要具备很多能够促成它的因素才行。首先,俱乐部必须做出这个决定。其次,能够签署相关协议的俱乐部的数量比大家想象的要少得多,现在离开巴萨的梅西就一个绝好的例子,他是足坛数一数二的巨星,但在这种情况下,他实际上可以去的俱乐部可能只有三家。同时这在钱的问题上也应该是一致的,还包括对应的俱乐部的建队策略,教练组的态度。也就是说,球员的牌儿越大,进行这种转会就越难。因此,克瓦拉茨赫利亚的这种情况其实与每个人都比较匆忙,而没能仔细听到我们所陈述过的事实直接相关。我在今年5月份就曾说过,这根本就不是能快速进行的转会。”

③.“目前的外援注册人数限制是所有俄超联赛俱乐部面临的问题,而俄罗斯本土球员没有创造出适当的竞争”

- 随着杰尼斯·马卡罗夫的离去,喀山红宝石在进攻端是不是显得缺少球员了?
“不,我们有足够的球员,我们的队内竞争很激烈。虽然我不能不说,在这样一个有限制的条件下,对于参加欧战的俱乐部来说是非常难的,我们现在正在做好多线作战的准备。”

- 怎么破解?
“在目前的限制下,当我们的球队有八位实力很强的外援时,我们发现自己实际上是处于一个可怕的境地,因为你不能越过这条线,而俄罗斯本土球员呢,也没有能创造出适当的竞争。也就是说,你想通过签下的俄罗斯籍球员在球队中创造竞争环境是不可能的,所有俄超和俄甲的俱乐部都处于这种情况。从个体角度来看,有些人可能在某个时候会更好或更糟,但总体上来说,这个问题是所有俄超俱乐部都面临着的普遍性问题。”

- 您认为最佳解决方案是什么?
“我们分析了俄超球队在不同类型的人员限制下的外援平均人数。在我看来,理想的情况是你的报名名单中有12位外援,长期的统计数据也证实了这一点。是的,这并不总是俱乐部是否愿意的问题。因此,即使是报名名单中只能有10位外援,也会比现在的8人限制更加明智。”

- 克拉斯诺达尔已经变得过于草食性了,这回签下“愤怒”的克雷霍维亚克,将为“公牛”增添一些个性?
“是,克雷霍维亚克确实值得他的身价,但喀山红宝石有不同的建队策略。”

- 喀山红宝石对津科夫斯基感兴趣吗?
“津科夫斯基和叶诺夫一样,我们都很有兴趣,但他们属于目前买不到的球员。无论我们喜欢与否,都不会改变任何事情。”

- 突尼斯国脚后卫塔勒比真的已经很接近喀山红宝石了吗?
“对这个问题,我还不能进行任何评论,我们正在对这名球员进行谈判,不方便透露更多的信息。”

- 为什么喀山红宝石没能与克雷霍维亚克达成协议?
“我认为格泽戈尔茨(克雷霍维亚克)是一位了不起的球员,个人能力超强,但他的薪金水平不符合我们的球队架构。当然,我认为他无疑是值得这个薪金水平的,而且绝对是当之无愧的,他是一名非常出色的球员。对我来说,他就是俄超联赛中的一个代表性人物,我不同意他将离开的看法,他仍然是一位能力非常强的球员,但我们还没有准备好在资金方面去与别的俱乐部展开竞争。这甚至可能是幸运的。”

▶️ https://t.cn/A6IywieI

#【夏季气温爆表 热中风热感冒如何防范?】# 热中风、热感冒、中暑等都是夏季常见的疾病。那么,夏季该如何预防常见病呢?来听听医务人员怎么说。

酷暑来临 当心“热中风”

每当炎炎夏日,中风患者就会增加,中风是中老年人常见多发的脑血管病,中风发病的两个高峰期,一个是0℃以下的严冬,一个就是30℃以上的盛夏,而在夏天发生的中风俗称“热中风”。

北京协和医院急诊科副主任 刘继海:最常见的这种诱发的因素就是脱水,其实就是我们血液变粘滞了,血液里面的水少了,我们的血细胞并没有减少,这时候血液粘滞其实造成了血液更流通不畅,在原有的血管病变的基础上,就会诱发缺血性卒中的这种表现,也就是我们说的中风的表现。

医务人员提醒,高温天气老年人一定要及时补充水分,空调温度控制在27至28摄氏度,注意不要直吹,同时定时开窗通风,保持室内空气清新。如果出现单眼忽然发黑、哈欠不断、手指麻木、说话吐字不清、头痛、头晕和眼花以及半身麻木、肢体感觉异常等症状,就应该及时就医。

热射病死亡率高 出门注意防暑

夏季天气炎热,最易出现的急症就是中暑。主要是因为人在高温环境中,体温调节失去平衡,肌体热量过度积蓄,水盐代谢紊乱造成。根据实际情况的不同中暑主要为先兆性中暑、轻度中暑以及重症中暑。

先兆中暑的症状比较轻微,一般只有疲累乏力多汗以及口干等情况。轻度中暑在先兆中暑的基础上还会出现呼吸困难、皮肤灼热、血压下降等情况。重症中暑包括热痉挛、热衰竭和热射病三种情况,其中热射病最为严重,患者会出现体温调节功能失效,神经器官损伤,如不及时处理可能发生脏器衰竭危及生命。

北京协和医院急诊科副主任医师 刘业成:热射病它的死亡率可能报道能够达到70%到80%,它主要是因为身体周围的环境温度、湿度太高,那么身体没有办法很好的调节自己的温度,他主要表现是体温高,一般他核心温度(体温)都会超过40℃,同时伴有一些神经系统的功能损害,病人可能会出现意识不清、晕厥、幻觉甚至出现抽搐等情况。

医务人员提示,夏季中暑的症状不明显,易被忽视。因此,如果发现自己或他人有中暑表现时,应迅速离开高温环境,到阴凉通风的地方休息;多饮用淡盐水;如果出现血压降低、虚脱等症状应立即就医。

酷暑季节莫贪凉 小心“热伤风”

夏季人们为了凉快,常常吹空调、冲凉水澡等。夏天由于天气湿热,若出汗时吹空调或冷风,容易引发感冒,也就是老百姓俗称的热伤风。

热伤风比较常见的症状表现为可以出现中到高度的发热,通常没有明显的畏寒、寒战。可能出现咽喉肿痛、头痛以及咳嗽、咳黄痰、鼻塞等症状。一般来说,感冒症状较轻者,可自行服用药物治疗,但如果用药后无明显改善或症状加重,应及时就医。

北京协和医院急诊科副主任 刘继海:如果出现下面这些情况,我们就需要就医了,高热或者出现了其他的一些不常规的呼吸道感染的表现,比如特别虚弱、特别难受、身体不适,这些情况还是建议及时就医,因为往往这个时候他可能是一个呼吸道感染诱发了机体出现了一些严重的并发症。

生活中预防热伤风要做到: 减少在空调房间里的时间,空调房间温度与室外温度相差4℃最为适宜;坚持运动、增加机体免疫力;勤洗手,尽量少用手摸眼睛、鼻子;饮食要清淡,避免生冷辛辣的食物,同时保持良好心态,增强自身抵抗力。

(来源:中国天气网)


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