- 纳米发光材料及应用
以促进发光学与生命科学交叉为目标，开展以稀土上转换纳米发光材料、碳纳米点发光材料为代表的新型荧光材料在生物细胞标记与识别，重大疾病的光动力/光热治疗等应用中的新原理、新材料、新方法研究。开展不同尺度下凝聚态物质中激发态过程规律研究，设计制备先进纳米发光材料，以及基于纳米材料荧光特异性实现生物分子在体识别标记与疾病早期治疗新原理、新方法研究。
纳米技术的发展为解决癌症等重大疾病早期诊疗所面临的瓶颈问题带来了希望。在生物应用光谱窗口，如何获得高效率、高荧光成像信噪比、生物安全的纳米发光材料是实现纳米材料生物医学应用的核心问题。五年中，实验室团队针对有望具有极高荧光成像信噪比的上转换纳米发光体系和有利于实现生物体内安全应用的碳基发光体系，从发光机理的新探索和新认识出发，指导纳米材料的设计，从而实现生物光谱窗口内高的发光效率和在生物体内的安全应用。
（一）在碳纳米点和上转换纳米材料发光过程、发光机理及光谱调控方面：
（1）首次分辨出上转换发光中能量迁移过程，从动力学角度搞清影响效率提升的机制问题
（2）从能量传递角度，抑制无辐射消布局，提升效率
（3）抑制浓度淬灭，提升能量转换效率，首次实现非掺杂体系上转换发光
（4）揭示碳基纳米点发光起源，实现能带调控，提升效率
（5）揭示表面态空间分离的缺陷态能级是引起浓度诱导荧光淬灭的起源；通过费米能级位置的调控，实现碳纳米点在橙红光波段荧光量子效率达46%。
（一）碳基纳米点存在严重的浓度诱导荧光淬灭，限制其在高亮度荧光标记及成像中的应用。我们揭示表面态空间分离的缺陷态能级是引起浓度诱导荧光淬灭的起源。通过对其表面进行阳离子钝化处理，使更多的电子填充到表面态能级，提高体系的费米能级，有效的抑制了表面态对本征发光过程造成的能量损耗，使碳基纳米点在橙红光波段荧光量子效率达到46%（为国际最高值）。相关工作发表在相关工作发表在【Adv. Mater. 2016, 28, 3516】，该论文为ESI高引用论文。
（二）高效发光纳米材料在肿瘤精准诊治、医学成像中的应用
（1）上转换纳米发光材料在肿瘤光动力治疗中的应用
（2）碳纳米点发光材料在肿瘤成像与治疗中的应用
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