近红外光照射纳米颗粒 可直接产生活性氧

某些材料可以吸收光的能量催化周边氧气并产生具有高度反应性的活性氧，是光催化、污染处理、精细化学、消毒灭菌，以及肿瘤的光动力治疗等领域的重要科学基础之一。然而，现有材料仅能被可见或紫外光激发，无法被能量更低的近红外光激发，限制了上述领域的进一步发展。例如，太阳辐射中近红外光能量占比过半(约53%)，却在光催化等领域难以被利用。在生物医用领域，紫外或可见光几乎无法穿过人体，导致现有的光动力肿瘤治疗或光动力杀菌等应用被局限于体表位置。虽然近红外光的生物体穿透深度可达厘米级，但目前在近红外光下没有可以直接产生活性氧的材料。因此，探索可在近红外光波长激发下产生活性氧的材料，一直是材料学界孜孜追求的梦想。

研究团队在分析传统有机光敏剂机理的基础上，认为电子在激发态约10-3秒的长寿命可能是在近红外区域产生活性氧的关键因素。因铥离子在近红外区域相应能级有类似的长寿命、较大的光吸收截面和较小的光发射截面，团队大胆地假设：铥元素相关化合物可能具备光激发活性氧产生的性质。