可能你們都知道，稀土是17種稀土元素的總稱，也就是——鑭到鑥的15個鑭系元素+釔和鈧。那麼，你們可是知道發(fā)光是稀土元素的特性之一？有專家表明，在光的激發(fā)下，鋱（Tb3+）會發(fā)出545nm波長的綠光；而銪（Eu3+）則會發(fā)出613nm波長的紅光。所以說，稀土?xí)l(fā)光是有根據(jù)的！可是，稀土用來追蹤或生物體中，或空氣中，或土壤裡的物質(zhì)，精準(zhǔn)度堪比電子定位是怎麼一回事？
可能大家也很經(jīng)常在電影尤其是美國大片中看到這麼一幕：一國特工在高樓大廈間來回穿梭，看似遊刃有餘，實(shí)則其行動早已經(jīng)落在對手的電子地圖上。他就是地圖上那個快速移動的光點(diǎn)，方位和可能移動方位被螢?zāi)磺暗乃麌毓けM收眼底，並一一推測出來。這就是電子定位！有了它，螢?zāi)恢械乃麌毓た梢愿珳?zhǔn)、更快速地打擊並抓獲對手。專家表示，未來，我們也能像影片中追蹤特工一樣，分分鐘就對空氣中，還有土壤裡以及生物體中特定的物質(zhì)進(jìn)行追蹤（檢測）。而稀土，功不可沒。
此時，好奇的你們可能會想問：稀土發(fā)出的“光”是從哪裡來的？據(jù)專家介紹，稀土離子可以吸收或發(fā)射從紫外到紅外區(qū)的各種波長的光，然後，以“發(fā)光”的形式釋放能量。而所謂的“發(fā)光寶庫”——稀土發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理也是這麼個理兒——光致發(fā)光。我們常見的“夜明珠”的發(fā)光原理也是一個樣。這就是所謂的稀土發(fā)光猶如夜明珠。
然而，專家還講到一點(diǎn)，那就是，稀土本身的吸收光能力其實(shí)不強(qiáng)，發(fā)光也比較微弱。所以，為了提高它的發(fā)光效率，就需要給它找一個夥伴——有機(jī)分子，組合成金屬-有機(jī)配合物，比如，明星材料——MOFs。然後，充當(dāng)“能量天線”的有機(jī)分子就能夠?qū)⑽盏哪芰總鬟f給稀土，幫助稀土發(fā)出更亮的光。據(jù)悉，該類金屬-有機(jī)配合物，有望被用於檢測以及通訊等領(lǐng)域，並將有著和電子定位相媲美的精準(zhǔn)度，而利用其發(fā)光特性可以精確、靈敏、即時地檢測重金屬離子和有機(jī)小分子。簡而言之，會發(fā)光的MOFs材料，將有望用於精密檢測和傳感。
據(jù)悉，MOFs是一種晶態(tài)多孔結(jié)構(gòu)材料，孔隙率高，也就是充滿著許多微小的孔隙，因而會產(chǎn)生所謂的濃度富集現(xiàn)象，然後，就能富集好多好多的金屬離子。而其，MOFs材料所富集的金屬離子甚至可以超出一般材料的上千倍以上。所以呢？稀土MOFs能靈敏地捕捉環(huán)境中哪怕是極其微小含量的污染物，有望滿足當(dāng)前水質(zhì)檢測的挑戰(zhàn)。
眾所周知，在污染發(fā)生時，不僅需要在第一時間覺察，也需要立馬採取行動。而對於空氣、土壤以及河水、湖水、海水等開放性大環(huán)境，如果沒有即時檢測，不僅可能錯過黃金挽救時機(jī)，也可能導(dǎo)致危害擴(kuò)大，甚至到了不可挽回的地步。因而，此時，就需要一種優(yōu)質(zhì)的傳感或檢測材料！這種傳感或檢測材料需要同時具備三個要素——靈敏度、選擇性和精確度。其中，所謂的選擇性是指該種材料要能“搭載”不同的功能基團(tuán)，也就是要有足夠多的“抓手”，以滿足檢測不同污染物的要求，實(shí)現(xiàn)：想抓眉毛就抓眉毛，想抓鬍子就抓鬍子。筆者看到此，不禁感歎，厲害了，我的稀土MOFs！對此，外國專家則稱讚我國研究人員發(fā)現(xiàn)的這一檢測方法是“非常巧妙的檢測金屬離子的方法”！
最後，筆者想說，不管處於哪一領(lǐng)域，要想一直不落後並處於學(xué)科前沿，這壓力是有的，還不??！所以，我們都應(yīng)該感謝我國的科學(xué)家們?yōu)榇怂冻龅?！?dāng)然了，也希望未來的科學(xué)家們能夠存有一些看似異想天開的，亦或者看似“無厘頭”想法，演奏出極具本行業(yè)特色的、美妙的、激情的“狂想曲”！
