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一种新发明的介孔(mesoporous)二氧化硅(silicon-dioxide,silica)纳米粒子,号称是全世界亮度最高,比原本是全世界最亮的纳米粒子──量子点(quantum dots)——亮34倍。

据发明该纳米粒子的美国克拉克森大学表示(Clarkson University),这种透明的二氧化硅外壳(hull)是将发光纳米粒子藏在内部,而不是利用像量子点那样的量子局限效应(quantum-confinement),能以更高的亮度运作。

克拉克森大学物理系教授Igor Sokolov表示,这种亮度较高的介孔二氧化硅纳米粒子,具备医疗、生物、材料科学与环保等领域的应用潜力,能实现更精确的境污染物检测,以及生物传感器、国防侦测装置等。

发光纳米粒子的原理,是吸收单波长的光线然后在别的地方发射出去;透过功能化,可让这种粒子在受测目标出现时才会发光。利用敏感度超高的纳米粒子,能让微量的污染物或是毒物被侦测出来。

Sokolov所采用的方法,是将大量有机发光分子密封在介孔二氧化硅船壳体(直径可在20~50纳米)的内部;为了举例其亮度,他表示那些直径约40纳米的粒子亮度,高于直径25~30纳米的水分散性量子点——也就是目前已知亮度最高的量子点。


以穿透式电子显微镜(TEM)所拍摄的超高亮度发光介孔二氧化硅纳米粒子(图片是以人工上色,以符合粒子中的实际染料颜色)

以上研究是Sokolov与同校博士后研究员Shajesh Palantavida、 Eun-Bum Cho(目前担任首尔国立大学科技系助理教授),以及在读博士生Dmytro Volkov共同进行,由美国国家科学基金会(NSF)与美国陆军研发实验室所赞助。

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