【摘 要】
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金(Au)纳米颗粒可以通过表面等离子体效应将光高效地转化为热,从而显著地提高环境温度。这种光热转化效应已被应用于太阳能、癌症、基因释放、药物递送等领域,并且展现出了优异的性能。光热转换效应是金纳米粒子重要特性之一。然而,到目前为止纳米金的光热转换机制尚未完全揭示,影响光热转换效率的关键因素尚待确定。在本文中,我们使用具备高灵敏度和高选择性的上转换纳米颗粒(UCNPs)作为纳米级光源,其发射波长为5
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金(Au)纳米颗粒可以通过表面等离子体效应将光高效地转化为热,从而显著地提高环境温度。这种光热转化效应已被应用于太阳能、癌症、基因释放、药物递送等领域,并且展现出了优异的性能。光热转换效应是金纳米粒子重要特性之一。然而,到目前为止纳米金的光热转换机制尚未完全揭示,影响光热转换效率的关键因素尚待确定。在本文中,我们使用具备高灵敏度和高选择性的上转换纳米颗粒(UCNPs)作为纳米级光源,其发射波长为540nm(绿光),能被包覆在表面的平均直径为4纳米的亚纳米级金颗粒有效吸收。本文运用溶剂热法可控制备了UCNPs@Au复合纳米系统,分析了UCNPs@Au系统的吸收特性、荧光特性、能量交换、光热转换机制以及效率,证明了荧光共振能量转移(FRET)机制是实现这种高效纳米光热转换系统(UCNPs@Au)的主要途径,而不是直接的光子吸收。主要内容分为以下几个方面:1、利用溶剂热法和短波紫外线的催化作用可控合成了结构稳定、形貌一致性较好的UCNPs@Au纳米系统。2、在UCNPs@Au系统中,UCNPs作为能量供体的角色,而金纳米晶扮演能量受体的角色。金纳米晶能有效地将UCNPs的绿色发射吸收,导致上转换发射降低了76.01%,该效应可以通过上转换荧光直接测量或观察。同时也验证了FRET机制是这种高效纳米光热转换(UCNPs@Au)系统的主要途径,而不是直接的光子吸收。3、利用上转换荧光和红外成像技术,可以直接同实时观测到高效的光热转换。同时也验证了与上转换发光有关的幂律函数I-P*~n的物理意义。
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