Kinetic‐Programmed Hydrolysis Enables Intelligent Time‐Evolving Phosphorescence in Water

磷光 系统间交叉 材料科学 合理设计 量子点 水溶液 纳米技术 光化学 水解 共价键 纳米颗粒 量子产额 荧光 余辉 动力学 光子学 聚合物 发光 纳米结构 二氧化钛 二氧乙烷 苯胺
作者
Kang Shao,Haoru Wen,Wuyan Xie,Qibin Dong,Ying Meng,Xueting Wang,Jiahong Chen,Zaifa Pan,Shiyi Ye,Yì Wáng
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e73303-e73303
标识
DOI:10.1002/adma.73303
摘要

The development of aqueous room-temperature phosphorescent (RTP) materials with dynamically programmable afterglow remains a significant challenge. Herein, we report a universal and programmable synthesis paradigm that overcomes this limitation by orchestrating the hydrolysis kinetics of aminosilanes. This approach constructs silylated carbon dots (Si-CDs) with dual-emission centers covalently locked within a rigid silica matrix. The aminosilane precursor serves as a multifunctional building block, simultaneously acting as the carbon source, electron donor, and molecular bridge, which synergistically enhances intersystem crossing while effectively suppressing non-radiative decay. The resulting ultra-small nanoparticles (7-9 nm) exhibit exceptional aqueous RTP performance, including a long lifetime of 859 ms and a high quantum yield of 29.3%. More importantly, we pioneer the concept of programmable time-dependent phosphorescence (TDP), enabling on-demand, dynamic color evolution (e.g., from red to blue) through precise kinetic control. This intelligent temporal color coding, attributed to the synergy between charge-transfer modulation and matrix confinement, opens a new dimension for optical information security. We further demonstrate its transformative potential in autofluorescence-free in vivo bioimaging, advanced anti-counterfeiting, and dynamic 3D data encryption. This work provides a versatile platform for the rational design of next-generation intelligent photonic nanomaterials.
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