长余辉发光材料

长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料。它是一类在光源激发下，发出可见光，并将获得的部分光能储存起来，在激发停止后，以光的形式将能量缓慢释放出来的一种光致发光材料。因此也称“绿色光源材料。由于其可以利用日光或灯光储光在夜晚或黑暗处发光，因而广泛应用在夜间应急指示、光电子器件或元件、仪表显示，低度照明，家庭装饰及国防军事(如夜行地图)等诸多方面，更有望应用于信息处理，新能源，生命科学和宇宙尖端科技领域，影响未来科技的发展。

长余辉发光材料是在自然光或人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下（指室温），缓慢地以可见光的形式释放，是一种存储能量的光致发光材料。长余辉发光材料称做蓄光材料或夜光材料。长余辉发光材料在弱光显示、照明、特殊环境（交通、航天、航海、印染、纺织、艺术品等）等方面有重要的应用。

稀土离子掺杂的碱土铝（硅）酸盐长余辉材料已进入实用阶段。市场上可见的产品除了初级的荧光粉外，主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等，主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。长余辉材料的形态已从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷；对长余辉材料应用的要求也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。长余辉发光材料属于电子俘获材料，其发光现象是由材料中的陷阱能级所致。由于能级结构的复杂性以及受测试分析手段所限，长余辉材料的发光机理还没有十分清晰、统一的理论模型。比较典型的理论模型有空穴模型、电子陷阱模型和位型坐标模型等三种，其中位型坐标模型是得到较多认可的。

长余辉发光材料是一类重要的节能材料，其纳米化是目前重要的发展方向。本项目利用自上而下的思想，主要以微米级碱土铝酸盐长余辉发光材料为原料，创造性地提出采用溶剂热方法获得并调控长余辉发光材料的纳米结构。研究溶剂热反应条件对长余辉发光材料纳米化的作用和影响，研究溶剂热条件下纳米结构的形成过程和机理，研究材料余辉性能的变化及与反应条件和纳米结构的关系。本项目的研究和完成，将为长余辉发光材料及其他发光材料的纳米化提供新的方法和路线，为开拓长余辉发光材料在生物医学和光电转换以及农业等新的领域的应用提供基础和依据。

通过4年左右时间的努力，我们完成了本项目的研究内容，取得了相应的研究成果，为纳米长余辉发光材料制备以及碳点与无机发光材料复合体系构建及其应用打下了基础，提供了理论依据和技术支撑。 本项目比较系统研究了有机溶剂热处理长余辉发光材料及其余辉性能变化，获得了不同纳米结构和形貌，并对形成机理进行了研究。 在国际上我们首先开展了有机溶剂热处理块体发光材料以获得纳米发光材料的研究，有望开辟一条“由上到下”制备纳米发光材料的新方法。 我们的研究表明，长余辉发光材料通过有机溶剂热处理，不仅可以改变(增强或减弱)材料的长余辉性能，而且可以改变了长余辉发光材料的表面形貌和结构，这与有机溶剂的种类、分子结构、极性等有关。进一步，我们提出了有机溶剂热处理长余辉发光材料表面形貌和结构变化的机理。高温高压的有机溶剂在反应釜中对长余辉块体材料反复进行冲刷，从块体材料上刻蚀出沟壑状形貌，剥离下来以纳米颗粒的形式存在。在反应釜自然冷却降至室温的过程中，溶剂热反应阶段中产生的纳米颗粒重新在块体材料表面进行自组装，在不同溶剂的作用下，纳米颗粒自组装形成了不同的纳米结构和形貌。此外，我们还使用聚二甲基硅氧烷PDMS，利用它具有的优异的透光性、化学惰性以及疏水性，用它来包覆长余辉发光材料粉体颗粒的表面。结果表明，不仅提高了材料的耐水性，解决了此类材料因抗湿性差而应用受到限制的问题，而且增强材料的发光强度。 本项目还扩大了研究范围，研究了碳点及其与稀土离子或稀土离子激活的荧光体复合，构建一类新的发光体系，研究它们之间的相互影响和变化关系，发展材料的新的应用领域。开展水热法制备碳点材料，研究了碳点的发光性能，进一步开展碳点与无机稀土发光材料的复合、性能和应用研究，我们在国际上率先开展了碳点对植物生长发育的影响和组织成像，取得了新的结果。 本项目共发表SCI研究论文28篇，会议论文4篇，获授权发明专利5件，申请发明专利15件。