2004年，研究人员在纯化碳纳米管的过程中发现了一种发荧光的纳米团簇，后被称之为碳点。它是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯等之后被发现的又一种新型碳纳米材料。与含镉量子点和硅量子点相比，碳点是具有低毒、容易修饰、光稳定性强等优点的新一代量子点。因此，在过去的十年中，碳点很快成为量子点研究领域的热门和前沿，但在光催化和光诊疗领域同时有重大应用前景的碳点研究还少见报道。

近日，中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室在多功能红光碳点的研究方面获得新进展：利用“功能前驱体结构控制合成”方法设计合成了系列聚噻吩衍生物，并以此为前驱物结合水热碳化技术，制备了多种具有不同吸收波长（350-750 nm）、最大发射波长在可见与近红外区域（400-700 nm）的水溶性碳点。

其中，以功能前驱物聚噻吩季铵盐衍生物为碳源，制备了表面带有正电荷的水溶性近红外发光碳点，该碳点在模拟太阳光或激光的照射下均可高效产生活性氧（¹O₂）。这种性能独特的碳点在可见光照射下不仅能够快速降解水中有机污染物和杀灭水中细菌，而且可以用于活体成像和高效去除皮肤表层组织肿瘤。

进一步地，研究人员通过改变聚噻吩衍生物的分子结构和表面特性设计合成了聚噻吩脂肪酸衍生物，制备了表面带负电水溶性红光碳点。此类负电碳点具有集荧光、光声、光热成像和光热治疗四功能于一体（Four-in-One）的特性，可实现光激发下对肿瘤的诊断和治疗。

此类研究拓展了碳点在可见光光催化和光诊疗剂领域的应用，并为可控制备波长可调碳点提供了一种新思路。该发现引起国内外同行的高度关注，可能对此类碳纳米材料在环境保护和生物医学领域研究产生重要影响。

此系列研究成果已分别在线发表于国际著名期刊Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Healthcare Materials、 Nanoscale、以及国内新创办的英文期刊Science China Materials (《中国科学：材料科学》，原文链接：http://link.springer.com/article/10.1007/s40843-016-0115-0，http://mater.scichina.com/EN/abstract/abstract510145.shtml

)。该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院重点部署项目的支持。