Nature子刊：新型环保型发光纳米粒子，显示更生动的颜色

目前大多数显示器并不能准确地展示我们用肉眼看到的颜色，而仅代表了约70%的颜色。而且色彩是一种主观感觉，这些也是手机电脑风景画册永远无法带给我们的。但是为了让颜色显示的更加真实，研究人员把最大的精力投入到发光纳米颗粒上。同时，这种纳米颗粒还能用于医学研究，在开发和测试体内新药时，标记并追踪药物。

通常，这些发光纳米粒子都含有重金属离子，如具有高毒性的镉。这就限制了其在医学研究和消费品中的应用，估计很快就有很多国家对有毒纳米粒子颁发禁令。

图为银铟硫化物/硫化镓核壳量子点的结构和在室内光照下的核/壳量子点图片。（图片来源：大阪大学）

因此，制造具有类似特性的无毒纳米颗粒至关重要。首先，产物颜色必须非常干净，并且制备方法要高效节能。

迄今为止，研究人员通过制造出包含三种元素的半导体，例如银、铟和硫（以二硫化铟银（AgInS2）的形式存在），成功地制造出无毒纳米粒子，其可以一种高效的方式发光。然而，这些纳米颗粒发出的颜色不够纯正，因此许多研究人员宣称这种纳米粒子不能发出纯色。

日前，大阪大学的相关研究人员已经证明，通过制造含有二硫化铟银的半导体纳米颗粒，并在其周围添加由镓和硫两种不同元素制成的半导体材料构成的壳是可以发出纯色的。

图为铱络合物和常规硒化镉量子点的光致发光光谱。（图片来源：大阪大学）

该团队能够重复地创建这些外壳覆盖的纳米颗粒，其制备方法既节能又发出鲜艳、纯正的色彩。

最近，该相关成果以在"Narrow band-edge photoluminescence from AgInS2 semiconductor nanoparticles by the formation of amorphous III–VI semiconductor shells"为题（“由AgInS2半导体纳米粒形成无定形III-VI半导体壳层产生的窄带边缘光致发光”），发表在《自然》子刊NPG Asia Materials上。

“开始我们通过常规的方法合成无毒纳米粒子，即将所有成分混合在一起并加热。但结果并不理想，后来通过调整合成条件并修改纳米粒子核心和壳层，最终高效合成了纳米粒子，发出的颜色也特别纯，”该研究的合作者Susumu Kuwabata说。

虽然将纳米粒子封装在半导体壳体中并不是什么罕见的方法，但目前使用的壳体内部具有刚性排列的原子，而且新粒子则由混乱度更大的材料制成，根本不具有刚性结构。

图为银铟硫化物核心量子点和涂有硫化镓壳层的发光光谱。（图片来源：大阪大学）

“经硫化镓涂层后，二硫化铟银颗粒发出更纯的颜色。除此之外，显微图像中的壳层部分是完全无定形的。所以我们认为壳层材料较小的刚性起到了重要作用，使其具有更强的适应性，因此能够生成更有利的构型，”第一作者Taro Uematsu说。

该团队的研究结果表明，通过在纳米颗粒核心周围的无定形外壳，可以制造出具有优良发色性能的无镉、无毒的纳米粒子。

文章来源于nanowerk，由材料新闻在线团队编译，原文题目Environmentally friendly photoluminescent nanoparticles for more vivid display colors。