中科院理化技术所分散体系化学与材料研究组建立了在高温溶剂中一步合成发光碳量子点方法，通过选择性使用溶剂和表面包覆剂，获得尺寸5纳米左右的亲油性和亲水性的碳量子点，发光量子效率（QY）分别为61%（已与半导体量子点相当）和47%，具有明显的激发波长依赖的发光特性。近日，该研究组有关碳量子点的系列成果以通讯形式发表在国际期刊《先进材料》上。
近两年，碳量子点成为研究热点。与先前的蜂房结构纳米碳相比，碳量子点具有优越的发光性能；与半导体量子点相比，碳量子点发光更稳定、易于功能化和工业化、无毒、制备简单廉价，预期将给发光材料、光电器件、绿色环保、生物医学等领域带来新的发展空间。在此背景下，开展碳量子点的基础研究具有重要的理论意义和应用价值。
在国家自然科学基金支持下，该研究组围绕发光碳量子点的制备、性能及其相关材料研究开展了一系列工作，特别是近两年来，研究组在合成方法、相关材料设计制备方面取得上述进展。
研究人员还以亲油性的碳量子点为发光层，与中科院长春应化所合作，制作了首个碳量子点发光器件，在电压为9V时亮度达到最大（35cd/m2），最大外量子效率为0.083%。这是用发光碳量子点制作白光器件的首次尝试。硅烷功能化的碳量子点还可用于细胞荧光标记。
此外，研究人员还发明了碳量子点原位预功能化技术，硅烷功能化的碳量子点可与多种有机硅烷水解共聚，实现碳量子点与基质的共价键化学连接、分子水平分散和任意浓度掺杂，获得一系列均质碳量子点杂化复合材料和宏观块体。
其中，有机无机杂化碳量子点共聚凝胶玻璃绝对发光效率最高可达88%，远远高于已报道的半导体量子点复合材料的最高发光效率；在可见和近红外区域具有约90%的透光率；并具有优良的光、热和力学稳定性。研究表明，碳量子点及其复合材料具有宽波段光限幅性能。
