室温磷光作为一种长寿命发光，具有较宽的斯托克位移和较高的信噪比，在生物成像、传感、防伪加密、数据记录和安全保护等方面具有广阔的应用前景。现有的室温磷光材料一般为金属配合物以及有机分子，然而这些材料存在毒性大、寿命短、制备复杂等缺点。碳点由于具有高的光稳定性、低毒性、制备简易、组成和结构易调控等独特优势，成为当前室温磷光材料的研究热点。

据目前报道，一方面，具有聚合物结构的碳点得益于交联增强发射，可以大大抑制了非辐射跃迁，从而产生室温磷光，但这些聚合物碳点通常表现出相对较短的磷光寿命（～1.46 s）。另一方面，将碳点嵌入特定基质实现了更长寿命的发光，这些基质能够有效地固定发射态，防止碳点三重态的猝灭。而且这些报道都是含有杂原子的碳点。然而，并没有报道一个通用的基质来实现多种碳点特别是无杂原子碳点的磷光。

近日，华南农业大学的刘应亮教授（点击查看介绍）团队通过对碳点和硼酸的一步热处理，首次报道了采用一个通用的基质——硼酸，实现了无杂原子掺杂以及杂原子掺杂两类碳点的长寿命发光和多颜色（蓝色、绿色、黄绿色、橙色）室温磷光，证实了玻璃态是除氢键、化学键和结晶态之外稳定激发三重态的一种新形式。该工作通过在碳点/硼酸复合材料中引入具有吸电子作用的硼原子，可以大大减小单重态和三重态之间的能隙；同时，所形成的玻璃态可以有效地保护碳点的激发三重态并抑制非辐射跃迁。基于不同颜色的磷光发射的特性，该工作展现了这些材料在防伪和信息加密中的应用。

为了证实该策略的通用性，该团队设计了一系列的碳点/硼酸复合材料。首先，他们采用无杂原子掺杂碳点作为发光团，因为这类碳点只包含碳、氢、氧原子，所以它们的单重态和三重态之间相比于杂原子掺杂的碳点具有更大能级差，从而更加难以产生室温磷光。但将不同的无杂原子掺杂碳点嵌入到硼酸基质中，这些材料均呈现蓝色和蓝绿色室温磷光（寿命～1.6 s）。此外，将不同的杂原子掺杂碳点（例如N、B、S原子）嵌入硼酸基质中能够实现较长波长的磷光发射，并实现了多色磷光。这种简单易行的合成方法与通用性为实现碳点磷光提供了更多的思路。

相关工作发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是华南农业大学博士研究生李唯。