近日，我校先进材料研究院、江苏省柔性电子重点实验室黄维院士所领导的研究团队，通过和新加坡国立大学研究团队的长期合作，在“全色”发光纳米粒子开发与应用研究方面取得重大突破，在世界上首次设计并制备了一种可在不同脉冲光激发下具有全色域、不同颜色发光特性的上转换纳米粒子，并实现了在真实立体彩色显示领域的应用。这一原始性创新研究成果对深入了解稀土纳米材料的发光行为具有重要科学意义，同时也进一步拓展了光电功能材料在立体显示领域的应用新方向。相关论文在国际顶级学术期刊—《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）上发表，这也是继去年黄维院士团队在《自然 • 通讯》发表研究论文之后，再次在国际顶级学术期刊上发表重要的学术论文，标志着我校在科技创新方面取得了新的重大突破。

黄维院士介绍说，受限于发光材料固定波段、单一颜色发光的特点，二维彩色显示系统通常需要通过调控红、绿、蓝三种发光材料的颜色通道以及它们相互之间的叠加来得到彩色显示效果，即在显示器中，每个像素点都需要用薄膜晶体管独立控制，且每个像素点都包含红、绿、蓝三基色单元，这对加工工艺及器件稳定性都有很高的要求，也限制了显示器分辨率的进一步提高。此次创新性地设计并制备的“全色”发光的透明纳米材料，将镧系金属离子精确掺入纳米粒子的核壳结构中，巧妙利用稀土离子间的能量传递、敏化和能量上转换技术，实现了透明无机纳米材料的“全色”发光。该类纳米粒子能在不同红外激光脉冲的激发下，发出各种颜色连续可调的可见光，不需要独立的红、绿、蓝三基色，每个纳米颗粒即是一个像素点，将分辨率提高到纳米级。更为重要的是，将这些在可见光条件下透明的纳米颗粒均匀分散在三维空间中，通过肉眼不可见激光的激发和调制，可以发出多种不同颜色的可见光，从而实现真正意义上的真实立体彩色显示，并在空间三个维度都达到纳米级的极限显示分辨率，这是传统显示方法所不能企及的，为立体显示技术提供了一条革命性的思路和途径。此外，该项技术在生物检测和防伪，特别是货币和文件防伪等方面，同样具有广阔的应用前景。（文：先进材料研究院）