近日，中国科学院深圳先进技术研究院微纳中心罗擎颖副研究员和南开大学合作在国际学术期刊The Journal of Physical Chemistry Letters在线发表以Quantitatively Switchable pH-Sensitive Photoluminescence of Carbon Nanodots为题的文章。罗擎颖副研究员与南开大学庞代文教授为该文章的通讯作者，论文第一作者是深圳先进院客座研究员刘翠，深圳先进院为第一完成单位。本研究通过可控的表面修饰，定量揭示了C-dots的pH敏感PL的潜在机理，大大克服了对pH敏感C-dots的盲目筛选。 

　　碳点具有粒径小、毒性低、耐光漂等优越性质，在光电器件、光催化、生物成像、生化检测等相关领域显示出了巨大的应用潜力。近期，碳点的pH敏感荧光性质及其在pH传感中的应用引起了极大程度的关注，但对于“pH敏感荧光的发光机理”这一关键基础问题的研究却鲜有报道，使得对碳点pH敏感荧光性质的调控成为限制其实际应用的难题。 

　　为了解决这一问题，研究通过表面结构定量调控方法深入研究了碳点的pH敏感荧光的发光机理，揭示了碳点的pH敏感荧光性质来源于其表面的羧基和β-二羰基的α-H对环境pH的响应，并进一步提出了切实可行的调控碳点pH敏感荧光性质的方法：将碳点表面的羧基进行酯化反应，可以有效消除碳点荧光在酸性条件下对pH的响应，并提高其荧光在碱性条件下对pH的灵敏度；β-二羰基的分解则可以消除碳点荧光在碱性条件下随pH的变化，同时提高其荧光在酸性条件下对pH的灵敏度。碳点具有良好的光稳定性和极低的细胞毒性，有望将来被应用于胞内pH传感等研究领域。 

　　该研究得到国家自然科学基金、深圳市可持续发展计划、中国博士后基金等支持。 

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图片1基于表面结构定量调控的碳点pH敏感荧光的发光机理研究