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近期來自美國德州大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）的研究團隊，研發出一種由極小的矽奈米粒子和OLED電視中會使用到的有機分子組成的新材料，可以吸收低能量的光並將它轉化為高能量光。研究團隊表示，這種新的複合材料可以讓電子在有機和無機成分之間更有效地移動，未來可應用於太陽能電池板、夜視鏡中，使這些工具能的效能可以更高;或是用於醫學成像中，使成像更加精確。目前該研究已刊登於《自然-化學》（Nature Chemistry）期刊中。
 
複合材料是指由兩種或多種成分組成的材料，且材料中的各個成分組合在一起時會具有獨特的性質。例如將碳纖維和樹脂結合的複合材料，可作為飛機機翼、賽車、輕質性的體育用品。在團隊過往的研究中，他們已經成功地令無機分子與有機分子結合，將一種可以發射藍光的有機分子「蒽」（anthracene）與常用於太陽能電池板和半導體材料的「矽」（silicon, Si）連接，進而創造出一種全新的混合材料。
 
而為了增強這些材料之間的相互作用，團隊又開發出能在蒽和矽奈米晶體之間形成導電橋的新方法，透過此方式產生的強化學鍵，增加了這兩種分子之間能量交換的速度。相較於團隊過去的研究，這種將低能量光轉化為高能量光的新方法，轉化效率幾乎提高了一倍。
 
此外，這項新型材料能將如紅光等長波長，且能穿透組織、霧、液體的光子轉化為短波長的藍光或紫外光子。對於需要利用近紅外光系統的自駕車、紅外光感測器、夜視系統而言，是一項實用性的突破。由於藍光或紫外光子可以作為感測器使用，因此也能被應用於生物成像、光固化3D列印、光感測器等多種新技術中。未來，這些能將低能量光變成較高能量光的新材料，或許也可以捕獲太陽能電池常流失的近紅外光，有助於提高太陽能電池的效率。

新聞來源
1. University of Texas at Austin. （12 June 2023）. New material transforms light， creating new possibilities for sensors. ScienceDaily.  https://reurl.cc/kXy05r
2. Wang, K., et al. （2023）. Efficient photon upconversion enabled by strong coupling between silicon quantum dots and anthracene. Nature Chemistry.