[发明专利]纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料及其荧光调控方法

说明书

本发明涉及一种固态荧光复合材料及其可逆荧光调控；本发明针对固态聚集诱导发(AIE)材料难以实现荧光猝灭与发射可逆转换的问题，提出一种纳米碳‑聚集诱导发光分子复合材料及其荧光调控方法，该复合材料及荧光调控方法能够实现荧光的可逆猝灭与发射。该复合材料以纳米碳材料薄膜为基底，在其表面沉积一层厚度为10～30nm的AIE材料薄膜，获得纳米碳‑聚集诱导发光分子复合材料，利用不同溶剂对该复合材料表面进行处理，能够实现AIE材料在纳米碳材料薄膜表面的聚集状态(薄膜状、颗粒状)的转换，进而实现AIE材料荧光猝灭与发射的可逆转换。

技术领域

本发明涉及一种固态荧光复合材料及其可逆荧光调控，具体地说是一种纳米碳与有机分子的复合及其微观结构和荧光性能调控方法。

背景技术

隐形墨水在信息安全领域发挥越来越重要的作用。其中基于荧光开关的隐形墨水是指，墨水材料起初不可见，经过喷涂或者书写后，墨迹经过特殊处理后在特殊环境下能够发射荧光，进而获取信息。然而大多数荧光分子容易聚集，这通常导致荧光猝灭，造成信息加密效果不稳定。因此开发具有简单、稳定加密/解密效果的新型隐形墨水越来越必要。

聚集诱导发光(AIE)材料是一种新型荧光材料，这类材料在良溶剂中的分散状态下不发光，而在聚集态下呈现很强的荧光。经过多年发展，具有AIE现象的分子被不断的发现，AIE材料在有机发光二极管、生物成像、荧光探针、逻辑门器件等领域得到广泛研究和应用。然而，AIE材料在信息加密领域未见报道。原因在于，隐形墨水的墨迹呈现固态，AIE材料在固态团聚时具有较强的荧光，对其进行可控猝灭是个很大难题。

石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料的紫外-可见光吸收波长与AIE材料的荧光发射波长具有一定程度的重叠，因此能够发生荧光共振能量转移。石墨烯、碳纳米管也和AIE材料一起作为荧光探针在生物、环境等领域发挥作用，然而其使用环境为液态，石墨烯、碳纳米管与AIE材料分子均游离于液体介质中，纳米碳与AIE材料很容易发生接触，进而发生荧光猝灭。然而在固态条件下，材料本身难以扩散迁移，因此，如何实现固态AIE材料可逆的荧光猝灭与发射非常困难。

发明内容

本发明针对固态AIE材料难以实现荧光猝灭与发射可逆转换的问题，提出一种纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料及其荧光调控方法，该复合材料及荧光调控方法能够实现荧光的可逆猝灭与发射。

本发明采用以下技术方案：

纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料及其荧光调控方法；该复合材料以纳米碳材料薄膜为基底，在其表面沉积一层厚度为10～30nm的AIE材料薄膜，获得纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料；利用不同溶剂对该复合材料表面进行处理，能够实现AIE材料在纳米碳材料薄膜表面的聚集状态(薄膜状、颗粒状)的转换，进而实现AIE材料荧光猝灭与发射的可逆转换。

纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料及其荧光调控方法，步骤如下：

1)纳米碳材料薄膜的制备：将纳米碳材料加入水或有机溶剂中，一并置于细胞粉碎机在20～200W功率下处理3～20min，获得质量分数0.02～5％的纳米碳材料分散液；将纳米碳材料分散液均匀涂覆于玻璃片、塑料膜、纸张等平整表面，干燥后获得面密度为0.005～2mg/cm²的纳米碳材料薄膜；

2)AIE材料薄膜的制备与荧光检测：将AIE材料分散于有机溶剂中，获得质量分数0.05～10％的AIE材料分散液；将AIE材料分散液均匀涂覆于上述纳米碳材料薄膜表面，干燥后在纳米碳材料薄膜表面获得厚度为10～30nm的AIE材料薄膜，将这两层薄膜定义为纳米碳-聚集诱导发光分子复合材料薄膜；利用紫外光照射该复合材料薄膜，薄膜不发射荧光；