稀土會發光！追蹤污染物的精准度堪比電子定位？

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，你們可是知道發光是稀土元素的特性之一？有專家表明，在光的激發下，鋱（Tb3+）會發出545nm波長的綠光；而銪（Eu3+）則會發出613nm波長的紅光。所以說，稀土會發光是有根據的！可是，稀土用來追蹤或生物體中，或空氣中，或土壤裡的污染物，精准度堪比電子定位是怎麼一回事？

可能大家也很經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，實則其行動早已經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，方位和可能移動方位被螢幕前的他國特工盡收眼底，並一一推測出來。這就是電子定位！有了它，螢幕中的他國特工可以更精准、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進行追蹤（檢測）。而稀土，功不可沒。

此時，好奇的你們可能會想問：稀土發出的“光”是從哪裡來的？據專家介紹，稀土離子可以吸收或發射從紫外到紅外區的各種波長的光，然後，以“發光”的形式釋放能量。而所謂的“發光寶庫”——稀土發光材料的發光機理也是這麼個理兒——光致發光。我們常見的“夜明珠”的發光原理也是一個樣。這就是所謂的稀土發光猶如夜明珠。

然而，專家還講到一點，那就是，稀土本身的吸收光能力其實不強，發光也比較微弱。所以，為了提高它的發光效率，就需要給它找一個夥伴——有機分子，組合成金屬-有機配合物，比如，明星材料——MOFs。然後，充當“能量天線”的有機分子就能夠將吸收的能量傳遞給稀土，幫助稀土發出更亮的光。據悉，該類金屬-有機配合物，有望被用於檢測以及通訊等領域，並將有著和電子定位相媲美的精准度，而利用其發光特性可以精確、靈敏、即時地檢測重金屬離子和有機小分子。簡而言之，會發光的MOFs材料，將有望用於精密檢測和傳感。

據悉，MOFs是一種晶態多孔結構材料，孔隙率高，也就是充滿著許多微小的孔隙，因而會產生所謂的濃度富集現象，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能靈敏地捕捉環境中哪怕是極其微小含量的污染物，有望滿足當前水質檢測的挑戰。

眾所周知，在污染發生時，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、海水等開放性大環境，如果沒有即時檢測，不僅可能錯過黃金挽救時機，也可能導致危害擴大，甚至到了不可挽回的地步。因而，此時，就需要一種優質的傳感或檢測材料！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，也就是要有足夠多的“抓手”，以滿足檢測不同污染物的要求，實現：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現的這一檢測方法是“非常巧妙的檢測金屬離子的方法”！

最後，筆者想說，不管處於哪一領域，要想一直不落後並處於學科前沿，這壓力是有的，還不小！所以，我們都應該感謝我國的科學家們為此所付出的！當然了，也希望未來的科學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，演奏出極具本行業特色的、美妙的、激情的“狂想曲”！

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