用于可重写显示与照明应用的持久发光纳米颗粒的合成

我们的研究致力于开发功能性纳米材料。基于精确的生物技术，我们旨在利用具有发光、热学、磁性和声学特性的纳米复合材料，以微创且高度选择性的方式实现生物成像、疾病治疗及生理功能调控。我们已证明，以刚性骨架聚合物聚甲基丙烯酸甲酯作为基质时，纯多环芳烃可表现出稳定且极长的磷光寿命，展现出纯有机、室温磷光特性。

我们预期本实验方案不仅能够为长余辉成像纳米材料的水热合成提供详细的实验步骤，还能介绍一种将长余辉发光纳米颗粒与甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚的方法，从而进一步实现紫外光调控的可重写及发光应用。由于水热合成法制备的长余辉发光纳米颗粒需要相对较高的反应温度，可能限制其在某些温度敏感物质中的应用。因此，合成方法的选择应根据具体的应用需求而定。

本实验室的主要研究方向包括温度敏感型发光材料的开发、用于显微温度监测的纳米探针、免疫细胞、用于免疫成像与治疗的特异性纳米复合材料，以及新型声响应和磁响应材料的构建。首先，取5 mL去离子水，并加入10 mmol的氢氧化钠。然后向氢氧化钠溶液中加入2 mmol的二氧化锗，以制备锗酸钠溶液，并在室温下搅拌约30分钟。

接下来，将四毫摩尔的氯化锌、0.01毫摩尔的硝酸锰和600微升的硝酸加入22毫升去离子水中，并搅拌至完全溶解。然后，缓慢将原硅酸钠溶液加入上述制备的溶液中，并加入1毫升聚乙二醇。随后，将校准好的pH计探头放入溶液中，以监测pH值。

逐滴向溶液中加入质量分数为25%至28%的氢氧化铵，调节pH至6.0、8.0或9.4。用封口膜盖住烧杯，在室温下以恒定转速搅拌溶液一小时。随后，将溶液转移至聚四氟乙烯容器中进行高压灭菌，并置于电热恒温干燥箱中，在220摄氏度下处理四小时。

反应结束后，关闭烘箱并让系统冷却至室温。取出反应器之前，缓慢打开反应器，将反应溶液转移至250毫升离心管中。用40毫升乙醇冲洗反应器，并将乙醇转移至离心管中。

然后将溶液涡旋振荡30秒。在室温下以4,000 G离心15分钟，弃去上清液。接着向每根试管中加入10毫升去离子水，超声处理5分钟以重新分散产物。

向每根试管中加入20毫升乙醇，涡旋振荡30秒以充分混匀。重复离心步骤，并弃去上清液。将产物用超声处理5分钟，使其分散于2毫升甲醇溶液中，密封后于4摄氏度保存样品。

透射电子显微镜（TEM）图像显示，pH为9.4的锌锗酸锰PLMPs呈棒状，平均直径约为65纳米。高分辨率透射电子显微镜图像表明，该纳米材料具有良好的结晶性，晶格间距为0.70纳米。锌锗酸锰溶液的余辉可见光发射光谱显示，当前驱体溶液由酸性变为碱性时，PLNPs的主发射峰出现红移。

此外，pH值对余辉强度随时间衰减曲线有影响。PMPs 的光致发光图像和余辉图像显示，随着溶液碱性的增强，溶液表现出更明亮的绿色发光。首先，将水浴温度设置为80摄氏度。

将20克甲基丙烯酸（MMA）加入一个干燥的100毫升梨形瓶中。将预先配制的pH为9.4的甲醇溶液（含锌、锗酸锰）加入反应容器中。密封反应体系以防止溶剂挥发。

将容器置于超声波振荡器中，在室温下处理约10分钟，使样品溶解于MMA中。随后，向溶液中加入0.012克偶氮二异丁腈，并充分混合。将烧瓶放入80°C的水浴中，并用氮气吹扫空气约35分钟。

在反应接近结束时，轻轻摇动容器。反应结束后立即将反应容器转移至冰浴中冷却。然后缓慢将溶液倒入二维或三维模具中。

将模具放入设定为特定温度的电热恒温干燥箱中，以获得目标材料。反应结束后，关闭电热恒温干燥箱，待其自然冷却至室温。必须在充分冷却后才能打开干燥箱取出模具，以防烫伤皮肤。

小心脱模已聚合的PMMA样品，并将其暴露于紫外灯下约三分钟。