溫度是人類生活、科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域一個應(yīng)用最為頻繁的物理參數(shù)。與傳統(tǒng)的接觸式溫度傳感技術(shù)（如液體溫度計、熱電偶、熱電阻等）相比，熒光溫度傳感技術(shù)具有不需要接觸、響應(yīng)速度快、空間分辨率高、不受電磁場干擾、安全和易遠程操作等優(yōu)點，在快速移動、微小尺度等生物和環(huán)境領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。但是，目前研究的熒光溫度傳感材料大多基于熒光強度、熒光壽命等隨溫度變化來傳感探測溫度，由于受到發(fā)光中心濃度、激發(fā)功率等非溫度因素的影響，同時需要復(fù)雜的計算處理，限制了測試的精度、靈敏度和可操作性。
針對熒光溫度傳感材料所存在的上述問題，材料系硅材料國家重點實驗室博士研究生饒興堂（導(dǎo)師：錢國棟教授）通過選擇和設(shè)計合適的有機配體和稀土離子，引入雙發(fā)光中心，合成了一種雙稀土離子的金屬-有機框架材料（MOFs），成功實現(xiàn)了具有自校準(zhǔn)特性的高靈敏熒光溫度傳感。該研究工作從原理上探討了稀土離子（Tb3+和Eu3+）與有機配體之間的能量傳遞機制，并推斷該過程與熒光溫度探測靈敏度具有關(guān)聯(lián)性。從而創(chuàng)新地設(shè)計和選擇了具有較高三重態(tài)能級的有機配體，制備了一種二維結(jié)構(gòu)的雙金屬-有機框架物材料（Tb0.9Eu0.1PIA），該材料在很寬的低溫區(qū)域（100300K）內(nèi)，雙發(fā)光中心Tb3+/Eu3+的熒光強度比值與溫度成線性關(guān)系，呈現(xiàn)出很好的自校準(zhǔn)熒光溫度傳感特性，并表現(xiàn)出很高的溫度敏感度（單位溫度達3.53%），同時還可實現(xiàn)具有較高空間分辨率的溫度成像。這一研究成果為今后研發(fā)具有更高溫度敏感性的自校準(zhǔn)熒光溫度傳感材料提供了新穎的設(shè)計思路。
上述成果“A Highly Sensitive Mixed Lanthanide Metal-Organic Framework Self-Calibrated Luminescent Thermometer”以全文（article）發(fā)表于《美國化學(xué)會志》（J. Am. Chem. Soc., 2013,135(41): 15559–15564）。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、浙江大學(xué)唐仲英傳感材料及應(yīng)用研究中心等的資助。
論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ja407219k
