利用农业秸秆制备荧光碳点技术

 　近日，我校农业纳米研究中心完成的通讯论文“One-step, Green and Economic Synthesis of Water-Soluble Photoluminescent Carbon Dots by Hydrothermal Treatment of Wheat Straw and Their Bio-applications in Labeling, Imaging and Sensing”（“通过水热一步法处理小麦秸秆合成绿色、经济、水溶性光致荧光碳点及其在生物标记、成像和检测中的应用”）在《Applied Surface Science》（《应用表面科学》）杂志上发表。该论文由我校作为唯一研究单位独立完成，袁鸣与钟睿博为并列第一作者，张峰教授为通讯作者，同时署名的还有中心的创新团队成员赵国芬教授、刘竟然讲师以及高海洋、李婉荣、云小玲等3位研究生。
据了解，农业秸秆是谷物的主要残留物，也是可以被综合利用的最丰富、最重要的可再生能源之一。中国是世界上农业秸秆的最大生产商，每年的产量约8亿吨。目前大约32.3%被用于染料，27.1%被用于饲料，除不到2%被用于手工业和造纸工业外，其余大多被直接原地焚烧。可见不仅利用效率低，而且还带来环境污染问题。基于对减少对矿物燃料的依赖及降低温室效应的考虑，很多国家已经把可再生能源政策写入宪法中。所以，为了农林经济的可持续增长，我们迫切地需要一种新的高效回收利用生物废料策略。
自1996年的C60获得诺贝尔奖之后，时隔4年石墨烯也摘得诺贝尔奖桂冠，显示了C族元素在科技领域的无穷魅力。今年的一些研究发现凡是含碳丰富的物质在不同的制备方法下，几乎全部能生成碳的纳米颗粒。与之前发现的纳米金刚石不同的是，其制备方法简便（金刚石必须用类似TNT轰炸的方法才能制得纳米级颗粒），而且拥有新的物理化学性质。
此次发表的科研论文利用水热一步法处理农业秸秆，可制备出具有较高亮度，在不同生理条件下光学性质都非常稳定的荧光碳点。这些性质有望应用于工业领域的防伪、荧光墨水、以及生物医药领域的标记、成像和检测中。
利用农业秸秆制备荧光碳点的产率目前已经可以超过20%，荧光产率可达到9%。将农业废料高效回收并转变为高科技的荧光碳点，是一种“一石二鸟”的农业经济发展模式。此篇论文有助于激发更多的农业科学家与纳米科研工作者的思想碰撞，不断提升我国农业科技水平。
内蒙古农业大学农业纳米研究中心于今年6月批准新建，依托于生命科学学院，定位于农业发展与纳米科技的交叉研究与产品开发，这是该中心成立的第一篇研发文章。据悉，《Applied Surface Science》是ELSEVIER 出版集团旗下的一个网络出版物，被中国科学院定为工程技术领域的2区杂志