碳化聚合物点(CPDs)是近些年新兴的一种荧光材料，具有生物相容性好、原料广泛、廉价易得等优点，应用潜力巨大。结构决定性质，CPDs的进一步发展需要完善的荧光机理作为理论指导。但截止到目前，已报道的荧光机理尚不能全面、准确地解释CPDs的荧光行为，难以指导CPDs的性质调控。因此，探讨CPDs的荧光机理具有重要意义。分子态荧光机理是目前CPDs的荧光机理中证据最有力的一种，该理论认为CPDs在合成过程中会形成一些荧光分子，这些荧光分子可以被束缚或键合到CPDs内部，起到分子态荧光中心的作用。然而，目前已报道的分子态荧光中心均只能解释CPDs的部分荧光，对于长波长的荧光以及整体的荧光激发依赖性尚无法提供解释。

针对上述问题，杨柏教授课题组提出了分子态荧光中心的演变的理论，从经典的CA-EDA CPDs体系出发，为CPDs的荧光行为提供了全面的解释。通过特殊设计的反沉淀法，从CA-EDA CPDs体系中分离出了新的分子态荧光中心IATO，解释了CA-EDA CPDs的长波长荧光。结合结构表征、光学性质以及实验验证，证明了CA-EDA CPDs整体的荧光是由IPCA、IATO等分子态荧光中心共同贡献的，这些分子态荧光中心具有演变行为，其结构与光学性质的变化遵循量子尺寸效应。此外，进一步的拓展研究发现，分子态荧光中心的演变行为广泛存在于多种CPDs体系，基于演变过程中具体的化学反应，可以针对性设计合成条件，实现对CPDs光学性质的调控。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202422822）.

碳化聚合物点的分子态荧光机理示意图