合理设计多功能发光复合材料对信息加密和生物成像等领域具有重要影响。尽管近期在有机和无机发光材料制备方面有一系列报道，但由于湿化学合成的复杂性，制备单分散多功能长余辉纳米复合材料仍然具有挑战性。

近日，西北工业大学柔性电子研究院黄维院士团队刘小网教授课题组，从包含纳米包裹体的蛋白石结构形成过程中获得灵感，发展了一种以二氧化硅（SiO₂）为媒介的碳点（carbon dot，CD）掺杂方法，获得了一系列SiO₂包覆纳米颗粒的单分散多功能长余辉纳米复合材料。该方法首先在单分散纳米颗粒上生长SiO₂壳层，然后在水热条件下将CD掺杂到SiO₂壳层中。该方法不仅保留了原来纳米颗粒的单分散性，同时利用物理和氢键作用实现了掺杂CD的三重态稳定，在室温下获得1.26 s的磷光寿命。此外，该方法还可以通过设计纳米颗粒到CD、CD到染料的能量转移以及不同稀土离子掺杂来实现复合结构的光学调控。该方法极大地拓展了SiO₂壳层在复合材料制备中的作用，使其从增强复合材料的生物相容性转变为发光物质的载体，促使产生余辉现象，为先进发光材料的构筑提供了新思路。该研究成果以“Opal-Inspired SiO₂-Mediated Carbon Dot Doping Enables the Synthesis of Monodisperse Multifunctional Afterglow Nanocomposites for Advanced Information Encryption”为题发表于Angewandte Chemie International Edition。

由蛋白石包裹体形成启发以SiO₂为媒介实现CD掺杂制备单分散多功能长余辉复合材料。（a）蛋白石中包裹体形成过程的示意图。（b）以SiO₂为媒介实现CD掺杂制备单分散多功能长余辉纳米复合材料的示意图。

论文的第一作者为研究院在读博士研究生关帅猛，通讯作者是西北工业大学刘小网教授。这一工作得到国家自然科学基金面上项目基金、陕西省重点研发计划项目资助。原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202415632

（作者：关帅猛 审核：王学文）