La universidad ha logrado nuevos avances en materiales de puntos cuánticos de carbono luminiscentes en el ultravioleta profundo y sus aplicaciones en iluminación hortícola

Recientemente, el equipo del profesor Hong Bi de la Escuela de Ciencias e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Anhui, en colaboración con el profesor Vladimir Yu. Osipov del Instituto Ioffe de la Academia Rusa de Ciencias, el profesor Binghui Ge de la Escuela de Ciencias y Tecnología Físicas de la Universidad de Anhui y el profesor Junfa Zhu del Laboratorio Nacional de Radiación de Sincrotrón de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, sintetizó innovadoramente un punto de carbono con luminiscencia profunda ultravioleta sólida eficiente y lo fabricó como un dispositivo emisor de luz para promover el crecimiento de las plantas y el enriquecimiento de nutrientes.

Los resultados de la investigación relevantes se publicaron en línea en la prestigiosa revista internacional del ámbito de los materiales, "Advanced Materials", bajo el título "Síntesis racional de puntos de carbono emisores de ultravioleta B en estado sólido mediante una estrategia de fracciones de enlaces sp3 promovidas por ácido acético".

La Universidad de Anhui es la primera institución correspondiente. La profesora Bi Hong, de la Escuela de Ciencias e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Anhui, es la autora correspondiente. Los estudiantes de posgrado Xu Jiahui y Liang Qingjing, de la Escuela de Química e Ingeniería Química, son los autores principales conjuntos. El profesor Li Zijian, de la Escuela de Ciencias e Ingeniería de Materiales, y el profesor Ge Binghui, del Centro de Microscopía Electrónica, son coautores de este artículo.

Inspirado en la altamente compartimentalizada estructura dentro de las células biológicas, este trabajo propone una nueva estrategia de compartimentalización sp3 (estrategia de compartimentalización sp3) para preparar puntos de carbono emisores de ultravioleta profundo que presentan emisión estrecha (ancho a media altura de 24 nm), alto rendimiento cuántico en estado sólido (20,2%) y excelente adaptabilidad ambiental (longitud de onda de emisión máxima de 308 nm) (Fig. 1).

Basándose en las excelentes propiedades ópticas de estos puntos de carbono, el grupo de investigación fabricó dispositivos emisores de luz ultravioleta profunda y los aplicó posteriormente a la iluminación hortícola, aumentando significativamente el contenido de nutrientes como ácido ascórbico y antocianinas en las plantas (Fig. 1). Este trabajo ofrece nuevas ideas para el diseño racional de la estructura y el rendimiento de los puntos de carbono, al tiempo que amplía la aplicación de los puntos de carbono en dispositivos emisores de luz UV e iluminación hortícola.

Figura 1. Espectro de emisión, mecanismo de emisión de puntos de carbono luminiscentes en el ultravioleta profundo y esquema para iluminación hortícola

Este trabajo de investigación fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Proyecto Especial de Cooperación Científica y Tecnológica Internacional del Programa de I+D Clave de la Provincia de Anhui. También contó con el apoyo del Laboratorio Clave de Regulación de la Estructura y Función de Materiales Híbridos del Ministerio de Educación; el Laboratorio Clave de Materiales Poliméricos Verdes de la Provincia de Anhui; el Laboratorio Clave de Química de Materiales Inorgánicos Funcionales de la Provincia de Anhui; y el Centro de Supercomputación de la Universidad de Anhui.

Enlace del artículo:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200011