上转换纳米粒的制备及在光聚合中的应用

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近年来,由于镧系掺杂的上转换纳米粒(UCNPs)与其他荧光材料(荧光蛋白、金属配合物、有机染料、半导体量子点和碳点)相比,具有独特的反斯托克斯特性更加适用于生物应用,因此受到广泛关注。研究人员主要从合成工艺、荧光波段、荧光强度、应用等方面对UCNPs进行了详细的研究。UCNPs可在近红外光的作用下产生紫外或可见光。在近红外光的作用下,光敏剂/光引发剂吸收源自UCNPs的紫外或可见光,从而产生自由基引发体系中的反应单体进行光聚合,此过程被定义为UCNPs诱导光聚合。UCNPs诱导光聚合可以实现生物组织结构的3D打印,但当前关于这方面的研究仍处于起步阶段,需要进一步地探讨总结。
  本文探讨了制备过程对于UCNPs形貌、尺寸和异质壳层包覆的影响;调节Ln3+掺量,制备NaYbF4,Er、NaErF4、NaYF4,Yb,Er探讨能量吸收对于UCNPs荧光强度的影响;通过外延壳层包覆和Yb3+掺杂,平衡能量吸收、能量回转、能量泄露,优化NaErF4的荧光强度,并采用两亲性聚合物泊洛沙姆包覆提高UCNPs的亲水性。
  为探究UCNPs在生物领域实现3D打印的发展潜能,我们用表面无配体的上转换纳米粒NaYF4,Yb,Er(球状)、NaYF4,Yb,Er,Tm@NaNdF4,Yb(哑铃状)所发绿光诱导曙红/三乙醇胺(EY/TEOA)共引发剂体系中低聚物聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)进行光聚合,同时与532nm激光作用下诱导的光聚合做对比,表明球状上转换纳米粒在精准光控聚合方面的优越性。
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