A universidade obteve novos avanços em materiais de pontos quânticos de carbono luminiscentes no ultravioleta profundo e suas aplicações em iluminação hortícola

Recentemente, a equipe do professor Hong Bi da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Anhui, em colaboração com o professor Vladimir Yu. Osipov do Instituto Ioffe da Academia Russa de Ciências, o professor Binghui Ge da Escola de Ciência e Tecnologia Física da Universidade de Anhui e o professor Junfa Zhu do Laboratório Nacional de Radiação de Sincrotrão da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, sintetizou inovadoramente um ponto de carbono com luminescência profunda ultravioleta sólida eficiente e o fabricou como um dispositivo emissor de luz para promover o crescimento das plantas e o enriquecimento de nutrientes.

Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados online na revista internacional de topo da área de materiais, "Advanced Materials", sob o título "Síntese Racional de Pontos de Carbono Emissores de Ultravioleta B em Estado Sólido via Estratégia de Frações de Ligações sp3 Promovidas por Ácido Acético".

A Universidade de Anhui é a primeira instituição de correspondência. A professora Bi Hong, da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Anhui, é a autora correspondente. Os mestrandos Xu Jiahui e Liang Qingjing, da Escola de Química e Engenharia Química, são os primeiros autores conjuntos. O professor Li Zijian, da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, e o professor Ge Binghui, do Centro de Microscopia Eletrônica, são coautores deste artigo.

Inspirado na altamente compartimentalizada estrutura dentro das células biológicas, este trabalho propõe uma nova estratégia de compartimentalização sp3 (estratégia de compartimentalização sp3) para preparar pontos de carbono emissores de ultravioleta profundo com emissão estreita (largura a meia altura de 24 nm), alto rendimento quântico no estado sólido (20,2%) e excelente adaptabilidade ambiental (comprimento de onda de emissão máxima de 308 nm) (Fig. 1).

Com base nas excelentes propriedades ópticas desses pontos de carbono, o grupo de pesquisa fabricou dispositivos emissores de luz ultravioleta profunda e os aplicou na iluminação hortícola, aumentando significativamente o teor de nutrientes como ácido ascórbico e antocianinas nas plantas (Fig. 1). Este trabalho fornece novas ideias para o projeto racional da estrutura e desempenho dos pontos de carbono, ao mesmo tempo em que expande a aplicação dos pontos de carbono em dispositivos emissores de luz UV e iluminação hortícola.

Figura 1. Espectro de emissão, mecanismo de emissão de pontos de carbono luminescentes em UV profundo e esquema para iluminação hortícola

Este trabalho de pesquisa foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China e pelo Projeto Especial de Cooperação Científica e Tecnológica Internacional do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Chave da Província de Anhui. Também recebeu apoio do Laboratório Chave de Regulação da Estrutura e Função de Materiais Híbridos do Ministério da Educação; do Laboratório Chave de Materiais Poliméricos Verdes da Província de Anhui; do Laboratório Chave de Química de Materiais Inorgânicos Funcionais da Província de Anhui; e do Centro de Supercomputação da Universidade de Anhui.

Link do artigo:

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