on style="white-space: normal; margin-top: 22px; line-height: 24px; font-family: arial; background-color: rgb(255, 255, 255); margin-left: 8px; margin-right: 8px;">九州大学的研究人员开发新分子系统通过三重态-三重态三元组湮灭，将典型的LED可见光有效地上转换为紫外光，在高强度下实现了20%的上转换效率，即使在弱光下也能保持相对较高的性能，因此有望利用我们身边已有的可见光来推动需要高能紫外线的应用。虽然人们通常会因为紫外线对皮肤的伤害而尽量避免紫外线，但九州大学工学部副教授Nobuhiro Yanai一直在寻找增加这些高能射线数量的方法，为光催化剂提供动力，从而实现从生产燃料电池汽车使用的氢气到净化室内环境的各种有用反应。
右侧玻璃管中的新开发的分子系统通过三重态-三重态三元组湮灭，将典型的LED可见光有效地上转换为紫外光。该系统由九州大学的研究人员开发，在高强度光下可实现20％的上转换效率，是以前的记录的两倍，而即使在弱光下也相对有效。图片来源：九州大学柳井信弘
"虽然可以使用紫外线LED等专用光源来驱动这些反应，但它们会消耗能源并增加复杂性，"Yanai解释说。"相反，一个更简单的解决方案是收集我们周围已经存在的太阳光和室内环境光。"然而，这些环境光源很大一部分是在能量较低的可见光区域，只有一小部分在紫外线区域，因此研究人员一直在寻找将波长长于400纳米的可见光直接转化为高能量紫外线的方法。
为此，Yanai和Nobuo Kimizuka领导的研究小组一直在关注一种叫做三重态-三重态湮没（triplet-triplet annihilation）的过程。在这个过程中，分子吸收可见光后，会在分子上形成称为三重态的能量状态。然后，这些 "供体 "分子将其三联体交给 "受体 "分子，"受体 "分子可以将两个三联体结合起来，形成一个单一的、能量较高的状态，并以紫外线的形式释放出来。据报道，利用三重态湮灭从可见光到紫外光的最高转换效率约为10%，而且只能用比太阳光强烈1000倍的可见光来实现。Yanai和他的团队在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上报告说，他们已经打破了这一纪录，同时在太阳光和室内LED的弱可见光下也实现了效率的大幅提高。研究人员开发了一种新型的接受分子，命名为TIPS-萘，它具有很高的三重态湮灭效率和足够低的三重态能量，可以很容易地接受一种叫做Ir(C6)2(acac)的分子的三重态，这是他们之前发现的一种优越的供体，不会强烈吸收上转换的紫外线发射。TIPS-萘和Ir(C6)2(acac)的组合成功地实现了高强度光下20.5%的最高上转换效率。此外，与传统系统相比，该系统还显著降低了所需的激发光强度，即使在与太阳光强度相近的情况下，也能实现约10%的上转换效率。研究人员将这一性能归功于TIPS基团与受体分子的萘中心的刚性键合，有助于抑制导致能量损失的内部分子运动，以及TIPS基团本身微调分子的三重能量，同时保持紫外线的发射。论文标题为《Discovery of Key TIPSNaphthalene for Efficient VisibletoUV Photon Upconversion under Sunlight and Room Light》。
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