黑暗中的“一道光” “夜明珠”的最终归宿应是走进寻常百姓家

来源:中国科学报

“越暗越好”,做实验的条件很“低”;“越长越好”,对实验的预期结果却非常“高”。这是南京工业大学先进材料研究院副院长安众福多年的科研状态:在黑暗的条件下探索可以发出更长、更多彩光亮的长余辉材料,俗称“夜明珠”。

日前,在首届“京博科技奖”颁奖典礼上,安众福荣获“京博科技进步奖”,他曾经的学生蔡素芝获得了“京博科技奖博士论文奖”。

黑暗中的“一道光”

2010年的一个傍晚,还是博士生的安众福没顾得上吃晚饭,还在埋首做实验。像往常一样,他将样品点到硅胶板上,在关掉紫外灯的瞬间,眼前突然闪过一道亮光。他不敢相信自己的眼睛,一般情况下材料只有在紫外灯照射下才会发光,关掉灯亮光也就随即消失。

安众福随即跟小师弟分享了自己的困惑,还被小师弟取笑了一番:“师兄,到饭点了,你是不是饿得眼花了?”

吃完饭回来后,安众福不甘心,又试了一遍,一闪而过的光依旧存在。他当即换了短波长的紫外灯去照硅胶板上的样品,这时,不但出现了一道辉光,还持续了10秒左右。

安众福既惊喜又惊诧,这种俗称为“夜明珠”的材料被称为稀世珍宝。天然合成的“夜明珠”需要经过几千年才能长成。即便在1866年,法国科学家通过人工合成了“夜明珠”,但150多年时间内,也只存在于无机材料体系。

安众福随即跟他的导师、中国科学院院士黄维说了这个现象。黄维建议他多试几个材料体系,深耕下去。安众福回忆道,当时团队里只有他一个人在做,世界上没有任何先验可以参照,“那几年内心极其煎熬”。

在接下来的5年,安众福变成了“夜猫子”,每到晚上,他就把实验室里所有可以试的材料用紫外灯挨个儿照一遍,看看还有没有材料出现类似情况。他把这称为“最笨的方法”,却也是当时他认为“最好的办法”。把几百种材料全部照过一遍后,直到2015年,已在南京工业大学执教的安众福,终于在全世界第一次开发出有机超长余辉材料。

埋首是科研人员最好的姿态

目前国际上有超过150个科研团队200多个课题组在开展有机长余辉材料研究工作。安众福也在坚持更多可能的探索。

任教第一年,他带领着三五名学生再次“重复”过去五年自己经历的时光:夜晚蹲守实验室,不停地尝试新的材料体系。

“安老师总是教导我们,埋首是科研人员最好的姿态,要坚定一个方向持续地走下去。”当时在读研究生的蔡素芝说。年底的一天晚上,她正在尝试另一个材料体系,关掉室内灯后,惊喜地发现无需紫外灯照射,该材料也亮了几秒钟。“可见光激发的长余辉材料”再次引起学界关注,安众福带着科研团队也越做越来劲。

4年后,在安众福的实验室里,又闪过一道光,这是一道与以往不同的蓝色光。“我用波长254纳米的紫外光去照射长余辉材料,会出现一道蓝色的光。”安众福回忆道,他当时的博士生谷龙改用波长365纳米的光去照射,长余辉材料竟然发出了一道绿色的光,世界上首例有机变色“夜明珠”诞生。现在已经是西北工业大学教授的谷龙回忆起实验室的点滴,感慨不已:“安老师常说,有改变才会有突破,偶然里一定藏着必然。”

最终归宿是走进寻常百姓家

在安众福的实验室里,一个个形状各异的“夜明珠”引人注目:一只螃蟹安静地躺在柔长余辉的硅胶基底上,在X射线激发下,身体内的骨骼一目了然;一个简单字母“H”被涂上了不同的长余辉材料,在光激发后依次显示出E、I、H等形状……安众福实验室研发的“有机夜明珠”,美得恰到好处。

“古时候,夜明珠是帝王的玩物,而随着科研深入,它理应走向寻常百姓家。”安众福深感,走向寻常生活的科研才是科研最终的归宿。

2019年,安众福带领团队以一种便捷的物理化学方法制备出夜光纳米材料。该材料可用于化学与生物检测,并实现光动力癌症治疗。此外,他开发的有机长余辉材料可应用于多彩显示和光学探测、防伪墨水、X射线成像、加密及指纹识别、余辉显示等领域。

“人类文明发展史是一部丰富的材料发展史。科研人员的使命是应社会发展需要,不断革新,推动社会变革。”安众福说。

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