基于铒亚晶格能量循环策略的近红外IIb区纳米温度计热灵敏度增强研究

【编辑推荐】来自国内的研究团队针对NIR-IIb区(1500–1700 nm)发光纳米温度计在生理温度范围内热灵敏度不足的难题，创新性提出铒亚晶格介导的能量循环(SMER)策略。通过调控纳米颗粒微环境，结合能量陷阱中心掺杂和外部介质环境调制，实现Er3+-Tm3+离子间高效能量转移，使相对热灵敏度(Sr)达3% °C?1，创下该波段活体测温最高纪录，为深部组织精准温度成像提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了铒(Er)亚晶格结构中的能量下转换温度响应机制。科学家们设计出新型近红外第二窗口IIb区(NIR-IIb)发光纳米温度计，通过精妙的"铒亚晶格介导能量循环(SMER)"策略双重调控纳米颗粒微环境：在内部晶格环境方面，掺杂能量陷阱中心通过交叉弛豫过程赋予1500-1700 nm发射温度响应特性；在外部介质环境方面，环境淬灭辅助下转换(EQAD)过程有效抑制铒离子(Er³⁺)间的能量迁移(EM)，促进Er³⁺向铥离子(Tm³⁺)的能量转移。该设计在生理温度区间展现出惊人的3% °C^?1相对热灵敏度(S_r)，较传统低铒掺杂结构提升约3倍，创下NIR-IIb区活体发光纳米温度计的性能新纪录。这项研究不仅为深部组织无创精准测温提供了创新工具，更开辟了通过稀土亚晶格工程优化生物探针性能的新途径。