基于弱光上转换材料的温度传感性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

通过长波长光激发获得短波光发射的现象称为频率上转换现象(简称上转换，upconversion或UC)，其本质为反斯托克斯发光效应。与斯托克斯定律不同的是，上转换发光纳米材料可以将较低能量的红外光辐射变为较高能量的近红外光辐射或者是可见光辐射，上转换发光原理可分为三大类 ^[1]：光子雪崩(Photon Avalanche,PA)，激发态吸收(Excited State Absorption,ESA)和能量转移(Energy Transfe,ET)。但是，双光子上转换需要高峰值功率的强光激发，其脉冲强度高达mW／cm² ~ GW／cm²量级 ^[2]，如此高的泵浦光源带来高成本、低回报。因此，人们梦寐以求在弱光场下亦能获得频率“上转换”的途径。

与激光上转换不同的是，TTA上转换在mW／cm²的低密度泵浦光源甚至太阳光激发下可以实现上转换^[3]。在几种不同的上转换机制中，该类上转换材料所需要的激发光能量阈值最低，因此又被称为弱光上转换材料。弱光上转换发光体系一般由两种有机小分子组成，一种作为光敏剂，一种为发光剂。其过程^[4]是：(1)敏化剂吸收光子到达单线态激发态，然后通过系间窜越到达其三线态；(2)敏化剂与发光剂之间发生三线态一三线态能量转移；(3)两个三线态发光剂通过三线态一三线态湮灭实现上转换荧光。

这种上转换发光材料因其激发光穿透性强，没有组织背景荧光等优点在生物检测领域有巨大的应用前景^[5]。通过将这一类材料与温敏型纳米胶束结合，可以对生物体内的温度进行实时监测，对于生物医学领域具有重要意义。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究内容：

1、上转换温敏胶束的制备与表征；

2、上转换温敏胶束的光学性能测试；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1、 胶束制备：制备上转换温敏胶束；

2、 结构表征：上转换温敏胶束的尺寸表征；

4. 参考文献

[1] 董晓斌,nayf₄ 基质中nd³ 到yb³ 的近红外能量传递的研究[d], 北京交通大学,2016.

[2] 陈佳,叶常青,朱赛江,王筱梅,陶绪堂.9,10-二杂环取代蒽衍生物制备与三线态-三线态湮灭上转换性能研究[j].光谱学与光谱分析,2018,38(03):715-721.

[3] 王晶晶,周立伟,梁作芹,王筱梅.四苯基卟啉钯(ii)/9,10-二苯基蒽弱光上转换体系的介质效应[j].苏州科技学院学报(工程技术版),2015,28(03):1-4.

5. 计划与进度安排

2022/12/24-2022/3/16 毕设准备工作：①导师讲解课题背景、研究内容以及预期结果，并布置毕业设计完成的基本要求，包括实验工作量、实验规范、人员管理以及论文撰写等方面的具体要求；③根据课题的要求，自行查找相关文献资料，学习实验或论文撰写中所需要的相关知识，并通过和导师讨论自行设计实验方案，并根据实验方法购买相关的药品或仪器，为实验的开展做好一切准备。

2022/3/19-2022/4/13 毕设实验工作（一）：根据前期准备内容与导师任务书，完成开题报告；根据拟定的实验方案及预期结果制定实验计划，并严格按照实验计划推进进度；实验工作上完成前期胶束制备、结构表征。