第二届上海大学十大学术进展候选项目简介

（申报编号：XSJZ-202216)

一、学术进展名称及负责人：

全色荧光碳量子点

王亮（上海大学环境与化学工程学院研究员）

二、项目背景：

近年来，环境友好、成本低廉且稳定性高的碳量子点已作为开发白色发光二极管的新型荧光粉出现，有望成为光电器件关键材料。然而，通常情况下，大多数碳量子点仅仅发射蓝色、绿色或黄色荧光，难以构筑基于碳量子点的各种类型高显色指数白色发光二极管。因此，碳量子点发射光谱和荧光颜色可调局限性，特别是红色荧光碳量子点的可控合成目前还很缺乏，成为了关键技术瓶颈。

三、学术进展及创新点：

具有优异全色荧光性能单晶碳量子点的精准制备，特别是可控合成红色荧光碳量子点，是构筑基于碳量子点的各种类型高显色指数白色发光二极管的关键。申请人提出一种表面电荷转移调控策略，通过调控增加量子点表面吸电子基团比例，成功地合成了从蓝色到红色甚至白色的明亮且高稳定的全色荧光碳量子点，并成功地构筑了全色发光膜以及多种类型的高显色指数白色发光二极管器件。

四、研究成果及应用情况、学术及社会影响：

1.代表性成果（论著、专利及获奖）

通过对碳量子点表面的吸电子基团和给电子基团变化趋势深入分析，阐明表面电荷转移调控策略的荧光调控机理——碳量子点的荧光发射波长与其表面吸电子基团数量呈正相关。该成果建立了一种具有理想光学性能碳材料及其相关零维材料的通用合成策略，也为其在白色发光二极管上实际应用铺平了道路。该标志性成果以上海大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位发表在Science子刊Science Advances上，目前引用208次，是热点论文和高被引论文。

图1 期刊成果

图2 成果展示1

图3 成果展示2

2.学术及社会影响

该标志性工作发表后，被著名科研公众号纳米人以“上海大学Science子刊：碳，一定是黑色的吗？”为题进行专题报道。申请人提出表面电荷转移调控策略，实现了具有优异全色荧光性能单晶碳量子点可控合成，引起国内外同行的广泛关注。被同行认为“该方法成为了合成全色荧光量子点的主流方法，白色荧光碳量子点直接应用于白色发光二极管，相对更加便捷(Mater. Today. 2021, 51, 188; Matter 2022, 5, 110.)”。