今天介绍的是这一篇文献。2020年8月6日新鲜出炉。这篇文献解决了长久一来困扰材料界的一个大问题：造不出荧光强度大的固体荧光材料。
荧光材料在稀溶液中荧光可以很强，但是凝固成固体粉末反而荧光能力大大减弱。这是为什么呢？等我写完论文睡觉前来写

朋友们可以思考三个问题：
1，什么是荧光，荧光产生的分子基础和物理基础。
2，为什么固体材料荧光性能差。
3，基于这个原因，应该怎样进行分子设计以获得高荧光强度的固体

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以下是一个高三学生瞎yy，大家见笑了。
1：分子基础不知道，物理基础是有足够的外部能量使其发生电子能级跃迁。由此猜测分子基础是发光原子不被其他原子遮挡或可由其他原子将能量传递过去。
2：在液体中，荧光分子均匀分散，液体大多透明且对光的阻碍作用小。光可以照射到所有分子，使其发光。而固体材料对光的阻碍较大，大量能量只能聚集在固体表面而无法穿透深层，只有表面的荧光分子才能接受到足够能量产生荧光。
3：尽可能使用透明度高，不会过于损耗光子能量的固体材料。并且将荧光物质均匀分散在表面附近。同时材料表面设计很多细小的凸起，凹陷等以增大固体材料表面积，进而提供更多的荧光分子附着位点。或者使用可以传递光子能量的材料，以防大量能量全部聚集在固体表面被浪费掉。

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谢谢学姐分享

固体荧光材料不是已经有了吗 什么水杨酸之类做出来的 主要原理就是在固体中多个苯环或共轭双键被限制住不能以震动或者热的形式将能量散去 只能以电子越前的形式发出荧光来散去能量 郑州大学有个实验室搞这个出名的

主要就是要有像电风扇一样的那种多苯环结构

这几天公众号天天推这个

首先，什么是荧光？
荧光就是光致发光。
用一束光照射物体，如果物体内的分子1，吸收光子，导致电子跃迁到高能级；2，电子在几十个纳秒后能够跃迁回低能级，放出光子。那么这个过程就叫光致发光。跃迁回低能级时放出的光子，就是荧光。

这听起来是一个很容易发生的物理过程，但是事实上并不是这样。我们生活中绝大部分物质是不发荧光的。这是为什么呢？
答案是，虽然物体被光照后电子跃迁至高能级很普遍，但是高能级的电子采用【跃迁回低能级】的方式释放能量并不是一个常见的行为。更多的是，被激发的分子的能量通过激发各种振动、转动、平动能级的方式释放被激发电子的能量。激发态电子的能量就这样变成了分子的振动、转动和平动能——也就是热能。
学术上，高能电子的能量降低的过程叫做“去激发”，而电子采用跃迁的方式降低能量，这个过程会伴随着发送光子，这叫做“电子去激发”或者“辐射跃迁”。而电子采用把能量转化为各种机械能的方式降低能量，这叫“振动去激发”、“转动去激发”、“平动去激发”或者统称“非辐射跃迁”。
荧光的基础是辐射跃迁。所以，能让电子辐射跃迁的分子，才能具有荧光特性。

电子并不会主动进行辐射跃迁。被激发的分子的首选其实是振动去激发等各种非辐射跃迁。所以，让分子各个键不易进行振动（即所谓的拥有刚性结构）的分子，往往具有较好的荧光效果。
同时，要发出可见区的荧光，这就要求电子能级的能级差落在可见光范围内。普通的分子的电子能级能级差一般在紫外光范围内。而具有大pi键的分子的电子能级差在可见光区间。
因此，拥有大pi键，同时拥有刚性结构的分子，通常具有荧光特性。

那么，为什么固体的荧光材料难以合成呢？
实验发现，这些荧光分子如果分散在溶液里，那么拿能量足够高的光照射它们的时候，这些分子会良好地发出荧光，荧光很亮，荧光量子产率（也就是每个入射光子激发出的荧光光子数）很高。但是如果增加溶液浓度，当浓度较高的时候，荧光强度不增反降。当浓度进一步提高至100%，也就是纯荧光分子固体的时候，荧光会几乎消失。如图所示：溶液中的荧光分子发出明亮的荧光，但是纯的固体荧光分子反而不怎么发荧光了。
这其实是自吸收效应的缘故。分子发出的荧光的能量大体对应分子的电子能级差。而能量为电子能级差的光子又恰好能被分子吸收。所以，在浓溶液或者固体中，分子发出的荧光都被周围的其它分子吸收掉了。
我们知道，分子的荧光量子产率不会是100%。总有一小部分的激发态分子是通过非辐射跃迁释放能量的。自吸收就会导致，绝大部分的通过辐射跃迁释放能量的分子无法真正降低能量——又激发了另一个分子。只有通过非辐射跃迁的分子才能真正释放掉能量。所以最终的结果就是，在经过多次自吸收后，绝大部分能量都通过非辐射跃迁散发掉了，表观荧光量子产率很低，荧光暗淡。

所以有什么解决方法呢？Benson等人提出，将荧光分子装进固体分子笼中，提高固体材料中荧光分子——荧光分子的间距，这样就缓解了荧光的自吸收，就能够提高荧光强度。（图的下半部分）
这其实相当于利用分子笼，做了一个荧光分子的固态稀溶液。

这种方法对于提升固体荧光材料的荧光强度是立竿见影的。如图所示。
作者还对多种荧光分子进行了实验，证实了这种方法的普适性。