基于菠萝蜜籽功能化碳点的光学特性探索及其在紫外防护与白光LED中的应用

研究人员通过一步微波辅助溶剂热法，利用农业废弃物菠萝蜜籽成功合成具有优异光学特性的碳点(CDs)。该材料展现出300-700 nm的宽激发波长依赖性发射、97.44%的紫外吸收率，并能将UV-LED转化为显色指数Ra=77、色温6785 K的冷白光LED(W-LED)，在紫外防护、照明技术等领域具有重要应用价值。

　　

这项研究开创性地利用菠萝蜜籽(Artocarpus heterophyllus)这一农业副产品，通过简便的一步微波辅助溶剂热法合成功能化碳点(CDs)。这些纳米碳材料展现出令人惊艳的光学特性：不仅能高效吸收紫外辐射（在NMP溶剂中吸收率高达97.44%），还具有300-700 nm的宽范围激发波长依赖性发射特性，堪称理想的"降频转换"材料。

研究团队巧妙利用溶剂化显色效应，通过调节溶剂极性（包括去离子水、DMF和NMP等），实现了对碳点带隙的可控调节。这种"光学调谐"特性使其在多个领域大显身手：既能用于开发紫外防护窗玻璃、防晒霜等防护产品，又能将紫外LED转化为接近自然冷白光（显色指数R_a=77，相关色温CCT=6785 K）的照明器件。

这些源自菠萝蜜籽的碳点材料，以其卓越的光稳定性、可调控的光学性能和绿色环保的制备工艺，为新型光学材料开发开辟了新思路。特别是在实现农业废弃物高值化利用的同时，为紫外防护技术和固态照明领域提供了创新解决方案。