近日，太原理工大学纳米碳功能材料导学团队从发光调控策略、合成方法和应用三方面对多色余辉碳点的研究进展进行了系统的分类归纳总结，相关综述以“Multicolor Afterglow Carbon Dots: Luminescence Regulation, Preparation, and Application”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。综述第一作者为2021级硕士研究生张雨琪，由刘旭光教授，杨永珍教授和陈琳副教授指导完成。

余辉材料由于其长的发光寿命、丰富的激发态、大的斯托克斯位移和无需实时激发等特点受到广泛关注。碳点作为一种新型的余辉材料，具有易制备、低毒性、低成本等优异性能。余辉碳点的发射颜色可以通过激发波长、温度和时间等外部因素的变化进行调控，对扩展应用多样化具有重要意义。该综述从余辉发射机理出发，阐述了碳点的多色余辉的分类及发光调控策略，并从无基质和有基质两方面总结了实现多色余辉碳点的合成方法，最后详细介绍其在防伪和信息加密、传感和生物成像领域中的应用进展。

图1 多色余辉碳点的发光调控策略、合成方法和应用总结

到目前为止，碳点多色余辉的调控策略主要包括改变其碳化程度和表面官能团实现多色室温磷光，或进一步缩小ΔE_ST使碳点同时具有室温和热激活延迟荧光，或以室温磷光碳点为能量供体，荧光染料/量子点为能量受体经过共振能量转移实现多色延迟荧光。碳点多色余辉的实现主要在于稳定的三重态激子。因此，在设计碳点时可选择合适的原料和基质，一方面是选用可交联分子或引入杂原子分子，交联后的聚合物框架可以限制发光中心的振动旋转，杂原子可增强自选轨道耦合。另一方面可以利用不同基质构建刚性环境来稳定三重激发态，减少三态激子的非辐射跃迁，实现碳点的多色余辉发射。

图2 无基质和有基质碳点的结构及其多色余辉发射机理

虽然多色余辉碳点的研究已经取得了一定进展，但其发展仍面临以下困难和挑战，包括如何提高多色余辉碳点的发射效率和寿命、开发在水溶液中多色余辉碳点的合成方法、扩展余辉发射范围至近红外、扩展激发光范围以及开发多响应多色余辉碳点等。在这些方面的深入研究将为其可控设计及广泛应用提供新思路。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202315366