一種新型洋蔥層狀納米結構有助于促進生物成像、太陽能捕獲以及光基安全技術的發(fā)展。這種粒子的創(chuàng)新發(fā)展是以其層狀結構為基礎的：內核為鐿和銩材料，殼結構為含釹材料有機染料，而涂層為有機染料。這樣的分層結構可以將紅外線轉換為高能的藍光或者紫外光，其效率很高，從而可以提高組織深層成像，光誘發(fā)治療，以及可用于印刷錢幣的安全墨水等。

    提到生物成像，近紅外光可用于激發(fā)人身體內的發(fā)光納米粒子，從而獲得對比度更高的圖像。在安全領域，納米粒子注入墨水可用于貨幣設計，這樣的墨水肉眼無法分辨，但是低能量的激光脈沖下可以獲得藍光，這使得假幣制造者很難模仿?！斑@為未來的發(fā)展又增添了很多的可能性。”Tymish Ohulchanskyy說。“通過建造一種特殊層可以有效提高將能量從表面?zhèn)鬟f到核的效率，從而發(fā)射藍光和紫外光，我們的設計可以幫助解決很多以前技術面臨的難題?！盙uanying Chen說?！昂推胀ǖ牧Ｗ酉啾?，我們的粒子效率要高100倍，從而使得其更加實用?！盝ossana Damasco說。該研究發(fā)表在《納米快報》雜志上。

    仔細解析這些材料層

    將低能量的入射光轉變?yōu)楦吣芰康墓馄鋵嵅⒉蝗菀?，這個過程涉及到要捕捉兩個以上的光子，并且將其能量結合起來形成一個單一的，更高能的光子。這種洋蔥狀的納米粒子層卻將這項任務完成地非常好，這三層每一層都能實現(xiàn)獨特的功能。

    其最外層具有有機染料。這種染料層可以吸收能量較低的近紅外光，這種染料層就像天線一樣可以將吸收的光轉變成內部的能量。接下來就是含釹殼層，這一層就像是一個連接染料外層和發(fā)射光的粒子內層的橋梁。在最里面的光發(fā)射層，鐿和銩離子可以協(xié)同工作。鐿離子可以將能量轉移到內層，且把能量傳遞給銩離子，這種銩離子可以同時吸收三個以上的光子，并且至發(fā)射出一個粒子，因此發(fā)射的能量更高。那么問題來了，為什么只用核，而還要用染料層和釹殼層呢？

    Ohulchanskyy和Chen解釋道，這是由于內核層本身對光子的吸收效率并不高所導致的。當使用了染料層以后，釹殼層作為橋梁就必須存在，就像一個階梯一樣，有利于能量傳遞到內層的發(fā)光銩離子上。

    該研究是由科學研究空軍辦公室，國家自然科學基金杰出青年基金，國際合作項目的中國科學技術部，哈爾濱工業(yè)大學基礎研究優(yōu)秀人才計劃和中央高?；A研究資金資助完成的。該論文的作者包括Chen, Damasco, Ohulchanskyy, Prasad, Hailong Qiu, Wei Shao, Rashid R. Valiev, Xiang Wu, Gang Han, Yan Wang, Chunhui Yang 和Hans Agren。