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层状纳米粒子将不可见近红外光转换为更高能量

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摘要:研究人员已经创建了新型纳米粒子,可以更高效地将近红外光转换成更高能量的蓝光和紫外光。这种多层层状纳米颗粒,在太阳能收集,生物成像,光安全技术方面有良好的应用前景。将低能量的电磁能量转换成以光为主的高能量的壮举,不是一个简单的过程。涉及多步级联能量转化,该技术需要从低功率光源捕获两个或更多的光子,然后结合它们的能量,以形成一个单一的,高能量光子。

这种新型纳米粒子进行的由低到高的能量转换是通过有机染料外层吸收近红外能量,以钕敏化剂离子转移激发能量,在镱和铥组成的芯离子对上实现19%的量子转化率。具体来说,有机染料层分子或离子吸收光子,就进入激发态从其中它们可以移动捕获能量到其它分子或离子,比如镱和铥传送的能量,因为染料和材料之间能量水平的差距,无法直接转移能量,为了实现这一目标,研究人员在粒子外壳掺入钕,因为它有外层和内层之间的能级,提供了一个“阶梯”,将能量可从外壳传递到内芯。

研究人员认为,这种纳米粒子还可以进行生物成像,使用近红外光发光纳米在手术过程中进行照明开到部位,植入或摄入体内,也可以利用发光特性高对比度的医学影像提供光源。科学家们还认为,包含这种新型纳米颗粒的油墨可以被用于货币压印的隐形标记,在低能量激光脉冲照射情况下发出蓝光,使得这种标记极难被伪造者复制。

层状纳米粒子将不可见近红外光转换为更高能量

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