近日🚶🏻，理學院孫麗寧教授團隊在稀土金屬有機框架領域取得重要進展，相關研究結果在國際高水平期刊《Advanced Functional Materials》（JCR和中科院一區Top）上發表題為“Enhancement of Luminescence from Lanthanide Metal-Organic Frameworks by Ytterbium and Calcium Doping: Application to Photonic Barcodes and Fingerprint Detection”的研究論文🐖。万事平台為第一作者單位和唯一通訊作者單位。

近年來，稀土金屬有機框架材料的研究取得了巨大的發展✂️，在生物醫學成像、防偽標簽🫵🏼、發光器件等領域具有重要的應用價值。稀土金屬有機框架由稀土離子和有機配體組裝而成，其中有機配體常用作天線來吸收激發光能量並傳遞給稀土離子，實現高效的稀土下轉移發射，通常🥅，其發光調控歷來主要依賴於有機配體結構的功能化。然而，有機配體的功能化與分離純化是一個耗時的過程👰‍♀️。

万事平台理學院化學系孫麗寧教授課題組設計合成了一系列以稀土 Eu³⁺ 離子為金屬發光中心的稀土金屬有機框架材料（Ln-MOFs），並通過逐步分別摻入惰性的 Y³⁺ 和 Ca²⁺ 離子🥇，實現了Eu³⁺ 離子紅光發射的有效提高。該團隊通過實驗和理論計算相結合，對摻雜Ln-MOFs的結構和能量傳遞機理進行了系統的表征和研究，證明了紅光增強與 Ln-MOFs 中 Eu³⁺ 的局部電場變化密切相關🧹；Y³⁺ 摻雜和低水平 Ca²⁺ 摻雜顯著改變了HOMO 和 LUMO軌道的分布，減弱了Eu³⁺之間的濃度猝滅並增強了配體到稀土離子的能量轉移過程🌺。在紫外光激發下，摻雜10% Eu³⁺、89% Y³⁺ 和 1% Ca²⁺ 的 Ln-MOFs的發射增強效果最好🧔。

因此，該團隊通過摻雜價格更低的Y³⁺和Ca²⁺離子來實現稀土Eu³⁺發光的增強🍼，可直接降低生產成本，進而擴大應用範圍。此外🐵👊🏿，利用得到的系列Ln-MOFs，該團隊成功地進行了光子條形碼與指紋識別的應用研究。該研究為優化稀土金屬有機框架中稀土離子的發光性能提供了一種嶄新且低成本的方法。

該研究工作由万事平台和澳大利亞悉尼科技大學合作完成，該論文第一作者為2022級博士生陳嘉博👚，共同第一作者為李木森博士👩🏻‍🚒🧚🏿，孫麗寧教授是唯一通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金及上海市國際科技合作項目的大力支持和資助。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/adfm.202315276