生化学院赵典博士在发光MOFs材料领域取得重要成果

近日，生化学院赵典博士在光学材料顶级期刊Advanced Optical Materials （一区TOP，IF=9.926）上在线发表了题为“MOF-nanocomposite mixed-matrix membrane for dual-luminescence ratiometric temperature sensing”的学术论文（2021,DOI：10.1002/adom.202100945）。

该研究工作通过原位合成反应，将碳点（Cdots）和罗丹明B（RB）两种客体发光单元同步组装至ZIF-8框架内，从而构建了一种新型的双发射纳米复合材料Cdots&RB@ZIF-82。将该纳米粉体材料与聚偏氟乙烯（PVDF）混合，制备了 MOF 基混合基质膜（Mixed-Matrix Membranes, MMMs）材料Cdots&RB@ZIF-82-MMM。薄膜保持了纳米复合材料的温度响应特性，在20到80℃范围内Cdots/RB荧光强度比与温度线性相关，探测灵敏度在20oC为0.74% ℃-1 ；此外，该薄膜温度计具有良好的热稳定性和光谱稳定性，在高湿、水和碱性（pH=12） 条件下均保持稳定；同时，薄膜温度计展示出了良好的柔性和可加工性，可用于弯曲表面等条件下的荧光温度测量。

这一成果将有力促进MOF基荧光温度计的器件化及应用范围。本论文实验工作由生化学院本科生丁彦匀（2018级）和研究生王硕（2018级）、陆彦潼（2019级）、俞框莉（2020级）共同完成。浙师大为本论文的第一单位，赵典博士为论文通讯作者。

在此之前，课题组在MOF基主-客体复合荧光材料的设计和温度传感方面也取得了重要进展。课题组基于溶剂热法合成了两种具有NbO拓扑的MOFs材料，并通过离子交换反应将具有红光发射的DSM染料和稀土离子Eu3+引入到主体框架得到了两类主-客体材料：DSM@ZJU-56/DSM@ZnPZDDI和Eu3+@ZJU-56/Eu3+@ZnPZDDI，分别研究了它们在生理温区和高温区间的变温荧光性能，并通过变温光谱及荧光寿命分析了两类主客体材料中发光单元间的能量传递过程。其中Eu3+@ZJU-56这一主-客体复合材料显示出超高的相对灵敏度（14.56%·K-1, 453 K）。这一成果为设计新型的主-客体复合荧光传感材料提供了新的思路。该工作“Embedding Red Emitters in the NbO-Type Metal−Organic Frameworks for Highly Sensitive Luminescence Thermometry over Tunable Temperature Range”（2021, 13, 11078; DOI: 10.1021/acsami.1c00635）发表于国际知名期刊ACS Applied Materials & Interfaces （一区TOP，IF=9.229）。

浙师大生化学院2018级研究生王硕为论文第一作者，2018级本科生龚梦姚为第二作者。浙师大为本论文的第一单位，赵典博士为论文通讯作者。

课题组通过溶剂热反应制备了一种结构稳定且富含开放羧酸氧位点的锌基配合物，利用裸露的羧酸氧与Eu3+、Cu2+配位，构筑了具有双发光中心的复合材料Eu3+/Cu2+@Znpda，并研究了该材料对H2S的荧光响应性能，在配合物用于H2S的荧光检测方面也取得了重要进展。研究结果表明Eu3+/Cu2+@Znpda对H2S呈现开启型的荧光响应特性，且具有响应（<1 min）和灵敏度高（1.45 μM）等优点。此外，以配体和Eu3+的荧光强度比作为输出信号，我们设计了用于H2S识别的IMPLICATION逻辑门，为设计用于硫化氢荧光检测的材料提供了研究思路。该工作“Stable Eu3+/Cu2+-Functionalized Supramolecular Zinc(II) Complexes as Fluorescent Probes for Turn-On and Ratiometric Detection of Hydrogen Sulfide”（2021, 13, 20371; DOI: 10.1021/acsami.1c04013）发表于国际知名期刊ACS Applied Materials & Interfaces （一区TOP，IF=9.229）。

论文第一作者为生化学院2019级研究生韩雪，第二作者为2018级本科生顾超。浙师大为本论文的第一单位，赵典博士为论文通讯作者。

赵典博士2017年加入浙师大生化学院，2019年晋升副教授。自入职以来，以第一作者或通讯作者身份在Adv. Opt. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Chem. Commun.、Inorg. Chem.、Chem. Eur. J.、J. Rare Earth.、Micropor. Mesopor. Mat.等期刊上发表论文18篇。相关研究工作得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、硅材料国家重点实验室和先进催化材料教育部重点实验室等项目的资助。（ 浙师大生化学院）