2.6　稀土有機(jī)-無(wú)機(jī)多功能雜化材料

隨著人們對(duì)材料要求的不斷提高，單一功能的材料已經(jīng)不能滿足當(dāng)今應(yīng)用的需要，多功能雜化材料越來(lái)越受到科學(xué)家們的重視，人們希望將多種性質(zhì)和功能融入同一材料中，從而形成具有多功能性質(zhì)的新型納米材料。目前，基于稀土雜化發(fā)光材料的多功能材料主要集中在將稀土的發(fā)光性能與磁性材料相結(jié)合。

與鐵磁性材料相比，由于在外加磁場(chǎng)去除后沒有剩磁出現(xiàn)，超順磁材料更值得期待。其中納米Fe₃O₄由于制備簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)和性能穩(wěn)定的特性受到了研究者的青睞，在藥物靶向、生物傳感與分離、磁共振造影等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過機(jī)械研磨法、溶膠-凝膠法、化學(xué)共沉淀法、超臨界流體法、電化學(xué)法、水熱還原法等可以制得這種磁性納米材料。在堿性條件下共沉淀Fe³⁺與Fe²⁺的混合溶液可以制得Fe₃O₄，這種方法^[87]簡(jiǎn)單易行，無(wú)須復(fù)雜的設(shè)備和儀器，是目前研究和應(yīng)用最多的一種方法，得到的Fe₃O₄納米顆粒粒徑較為均一，團(tuán)聚較少，且粒徑分布多為10nm左右。

張洪杰院士在以磁性二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)的納米球?yàn)榛|(zhì)的稀土配合物雜化磁光雙功能材料的制備、形貌、結(jié)構(gòu)、磁性及發(fā)光性能方面做出了開創(chuàng)性的工作^[88～90]。他們用二氧化硅包覆Fe₃O₄納米顆粒得到具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性二氧化硅納米球，然后把稀土配合物L(fēng)n(DBM)₃phen （Ln=Tb，Nd，Yb）通過共價(jià)鍵的形式嫁接到磁性二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)的納米球表面，制得了以磁性二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)的納米球?yàn)榛|(zhì)的磁光雙功能雜化材料樣品。其中，含Tb³⁺對(duì)氨基苯甲酸配合物的雙功能雜化材料樣品具有磁性和Tb³⁺的特征可見熒光發(fā)射性能，而含Nd³⁺和Yb³⁺配合物的雙功能雜化材料樣品除具有磁性外，還分別具有Nd³⁺和Yb³⁺的特征近紅外熒光性能。另外，他們還制備了一種新型的磁光雙功能的具有介孔結(jié)構(gòu)的雜化材料——Eu(TTA)₃phen-Fe₃O₄@MM，該材料有高色純度的紅光熒光性能。其中磁性Fe₃O₄納米顆粒被包覆于介孔球中，Eu(TTA)₃phen以共價(jià)鍵的形式嫁接在介孔球的網(wǎng)絡(luò)中。這些材料具有許多獨(dú)特的性能，比如大的表面積和孔體積、表面易修飾、良好的生物相容性，在光通信、醫(yī)藥、生物學(xué)以及傳感器方面顯示出重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。這些磁光雙功能材料具有以下幾方面獨(dú)特的特點(diǎn)：①介孔硅基質(zhì)具有良好的生物兼容性，比表面積大，孔徑可調(diào)并具有眾多易于修飾的Si—OH；②由于近紅外光對(duì)血液和組織器官具有良好的穿透性，因此近紅外磁光雙功能材料在生物成像領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值；③在外加磁場(chǎng)作用下可實(shí)現(xiàn)靶向成像和定向成像。