郑州大学物理学院金刚石光电材料与器件娄庆副教授、单崇新教授课题组以碳纳米点的化学发光为基础，制备了达到米级的碳纳米点化学发光薄膜，开发出高效的、灵敏的、便携的化学发光温度成像系统，并利用该化学发光成像系统成功实现了基于手机测量平台的手掌温度成像。
化学发光作为一种由化学反应诱导的发光现象，由于其新颖的发光过程而引起了研究人员的广泛关注。与传统的光致发光相比，化学发光不需要高能量的激发光，从而避免激发光稳定性问题以及光激发过程所产生荧光背景信号干扰。因此，化学发光在化学检测、生物分析、冷光源等方面表现出广泛的应用价值。迄今为止，如过草酸盐-过氧化氢、鲁米诺-过氧化氢、光泽精-过氧化氢等各种高效和长寿命的化学发光系统已被应用于多个领域。随着先进技术的发展，如小分子染料、量子点、半导体聚合物纳米粒子和聚集诱导发射纳米粒子等纳米颗粒在这些化学发光系统中表现出潜在的应用。然而，低效率、单一的发射波长和低化学稳定性严重限制了它们的应用。因此，针对实际需求开发一类新型的化学发光纳米材料具有重要意义。作为一类新型发光纳米材料，由sp2碳骨架和丰富的表面官能团组成的碳纳米点可用作各种化学发光系统中的电子供体或受体。与其它发光体材料相比，碳纳米点表现出光稳定性优异，发射波长可调，化学稳定性好，生物相容性好，使其在照明、传感器和生物成像中得到广泛应用。前期研究表明光发射体和化学发光高能中间体能级匹配、溶剂相容性良好和表面电荷转移路径优化是实现化学能向光能转变，进而实现碳纳米点高效多色化学发光的关键因素。近年来，郑州大学物理学院金刚石光电材料与器件娄庆副教授、单崇新教授团队利用能级匹配、溶剂调控、表面配体工程化修饰等策略在碳纳米点化学发光方面取得了一系列进展。2019年第一次实现了碳纳米点的多色化学发光（Adv. Sci.6, 1802331 (2019)）；2020年初实现了基于碳纳米点的高效率近红外化学发光及其生物成像（Adv. Sci.7, 1903525 (2020)）；2021年实现了高亮水猝灭抑制的化学发光碳纳米点（ACS Mater. Lett.3, 826 (2021)；Appl. Surf. Sci.559, 149947 (2021)），并受邀系统总结了近年来碳纳米点化学发光合成、性质和应用等方面的重要进展（Nano Today35, 100954 (2020)）。最近研究人员发现碳纳米点的化学发光表现出明显的温度依赖性，有望实现温度传感器件。尽管其在医学、军事和工业领域具有重要的潜在应用，却仍未见化学发光温度成像技术的报道。另外，温度对化学发光的具体作用机制也尚不清晰，因而探索温度对化学发光的作用机制以及进一步发展其相关应用具有重要意义。
基于此，郑州大学物理学院单崇新教授团队合成了在双草酸酯和过氧化氢的混合物中呈现亮黄色化学发光的的碳纳米点，且其发光强度随温度升高而增加。而后，研究人员以碳纳米点作为化学发光发光体，嵌段聚合物Pluronic127作为聚合物基板，首次制备了米级温度响应的化学发光薄膜，该薄膜表现出了0.08/℃的优异灵敏度、0.4 mm的高空间分辨率和40 ℃宽的线性传感范围，是目前基于发光手段实现温度传感成像的最佳值之一。超快动力学揭示了化学发光薄膜优异的传感性能源于温度升高所引起的碳纳米点与双草酸酯体系中的电子交换速率加快。凭借出色的温度响应和灵活的特性，实现了非平面、灵敏的手掌温度成像，并首次开发了基于手机的便携式化学发光温度成像处理平台。上述研究成果为设计基于化学发光的温度传感和热成像技术提供了新的思路。
