近日，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员曲松楠课题组首次研制出可见区全谱段荧光碳纳米点，并提出一种新的方便快捷的复合方法制备出具有高荧光量子效率的全谱段荧光碳纳米点及其复合荧光粉。该工作对于研究碳纳米点的发光机理以及推动碳纳米点在照明器件领域的应用具有重要意义。
发光碳纳米点是近十年兴起的新型纳米发光材料，由于其无毒、发光性能好、生物相容性好、原料广泛等优点，引起国际上的广泛关注，其在生物成像、传感、催化、激光、光电器件及照明等领域具有潜在的应用。然而，该领域发展仍面临着两个问题：一是缺少调控碳纳米点发光带隙的方法，二是碳纳米点在固态时存在严重的聚集诱导荧光淬灭。这两个问题阻碍了碳纳米点在固态照明领域的发展应用。
针对该难题，曲松楠课题组通过溶剂调节原料柠檬酸和尿素的脱水碳化程度，进而调节所制备碳纳米点的尺寸，实现对碳纳米点发光带隙的调控，制备出从蓝到红的发光纳米碳点。
为了克服碳纳米点在固态下的团聚，该课题组首次使用水玻璃（硅酸钠水溶液）作为基质材料，通过微波辅助快速加热并实现固化，克服了碳纳米点固态下聚集诱导荧光淬灭的问题，成功制备出荧光发射从蓝到红的碳纳米点复合材料荧光粉（荧光量子效率在30%以上），并以此实现基于碳纳米点的多色LED以及白光LED照明器件。所制备的碳纳米点白光LED显色指数达到82.4。
该工作提出了一种系统地调控碳纳米点发光带隙的方法，以及一种实现碳纳米点固态高效发光的新方法，将推动碳纳米点在生物成像及固态照明器件领域中的应用。