来源：Coordination Chemistry Reviews

背景概述

近日，南开大学卜显和院士课题组在Coordination Chemistry Reviews杂志上发表了题为Low-power, non-coherent light-triggered two-photon absorption via extending the lifetime of the transition state 的综述文章，详细介绍了低功率非相干光激发的双光子吸收的两种典型机制，即以单电子还原物种为过渡态的连续光致电子转移（ConPET）和以分子三重激发态为过渡态的三重态-三重态湮灭上转换（TTA-UC）。

图文导读

多光子吸收材料在深层肿瘤治疗、高时空分辨率生物成像、精密微纳制造、光学数据存储、高频上转换激光和光限幅等领域有广阔的应用前景。传统的双光子吸收要求分子或材料在吸收一个光子到达虚拟态的极短时间内（飞秒级别）吸收第二个光子，因此需要使用超高功率密度的飞秒脉冲激光器。为了打破这一应用壁垒，关键方法是延长双光子吸收中中间态的寿命。近期研究发现染料分子的单电子还原态（例如自由基阴离子）和三重激发态有相对较长的寿命（微秒~毫秒级别），将其作为双光子吸收的过渡态可以在低功率非相干光（例如太阳光）照射下实现双光子吸收。

图1.传统双光子吸收和低功率非相干双光子吸收的区别。(a)虚拟态为中间态的传统双光子吸收过程和(b)过渡态为中间态的低功率非相干双光子吸收过程的简化能级图。(c)不同中间态的寿命和相应的双光子吸收过程所需的激发光强度。

图2.两种典型的低功率非相干双光子吸收过程的雅布隆斯基能级图。(a)以单电子还原态为中间态的ConPET过程。PC：光催化剂；ED：电子供体；S：底物；SET：单电子转移。(b)以三重激发态为中间态的TTA-UC过程。Sen：光敏剂；An：湮灭剂；ISC：系间窜越；TTET：三重态-三重态能量转移；TTA：三重态-三重态湮灭。

围绕ConPET和TTA-UC，本综述首先分别介绍延长单电子还原物种与分子三重激发态寿命的方法；其次，重点强调了利用金属有机框架（MOF）材料调节染料分子聚集方式，抑制中间态发生聚集猝灭与氧猝灭的具体策略；然后详细介绍ConPET和TTA-UC过程在光氧化还原催化、光聚合、3D打印、深层癌症治疗、生物成像和生物传感等方面的应用，展示低功率非相干光响应的双光子吸收分子（材料）的独特性与优越性；最后对低功率多光子吸收领域存在的挑战和未来的发展方向进行展望，并提出了可能的解决方案。

图3.本综述介绍的主要内容

文章信息

期刊：Coordination Chemistry Reviews

题目：Low-power, non-coherent light-triggered two-photon absorption via extending the lifetime of the transition state

作者：Le Zeng , XiangYu Wang , Na Li  , Jiandong Pang, XianHe Bu ^*

接受日期：Accepted 7 April 2024

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2024.215868