近日，课题组在玻尔兹曼型发光纳米测温方面取得进展，相关成果以“Boltzmann luminescent nanothermometry: mechanistic criteria and predictive design of thermally coupled levels”为题发表在国际知名期刊《Light: Science & Applications》上。论文通讯作者为贾陌尘研究员、长春理工大学王志颖老师和吉林大学付作岭教授。

发光纳米测温技术通过将温度信息转换为光学信号，实现远程温度探测，具有高空间分辨率和快速响应的优势，已在纳米技术、生物医学、微流控和航空航天等领域展现出广阔的应用前景。其中，基于热耦合能级的发光强度比测温策略因具备自参照特性，能够有效规避激发光源波动或探针浓度变化带来的干扰，因而被广泛采用。然而，在实际体系中，“名义上满足热耦合条件，实际却偏离”的现象屡见不鲜。例如，近邻能级的存在会扰动热布居与多声子弛豫之间的平衡，导致强度比–温度曲线发生偏移，从而直接影响测温的关键性能指标。这一问题已成为制约发光测温技术向高可靠性与可设计化方向发展的主要瓶颈。

针对上述问题，本研究通过构建基于布居动力学的定量描述框架，明确定义了热耦合的起始温度及其有效工作窗口，并厘清了决定这两个核心参数的关键因素。研究进一步提出了清晰的稳定性判据：当热耦合低能级下方最近能级的间距大于两倍热耦合能隙（即>2ΔE）时，热耦合关系更为稳健，可有效抑制邻近能级引起的布居竞争与校准曲线偏移。为摆脱传统“试错式”的材料筛选模式，研究引入了“能级劈裂因子”，将宏观相对灵敏度与微观化学键参数建立关联，为基质材料的选择与晶体场调控提供了可操作的设计路径。在此基础上，研究团队制备了具有高亮度、柔性、超薄特性的PDMS测温贴片，该贴片可贴合于复杂曲面，并成功在实际反应体系中完成了原位温度监测。测试结果显示，该贴片的测温偏差小于0.8 K，可重复性高达98.4%。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41377-026-02260-2