碳纳米管发出荧光不再是一个惊喜。寻找第二水平的荧光是令人惊讶的并且潜在地有用。布鲁斯授予Weisman，化学教授谁领导碳纳米管的开拓性发现的赖斯大学实验室荧光在2002年，发现单壁纳米管在由一个多步骤过程中与溶液触发发射延迟次级荧光染料分子和溶解的氧气。

延迟只有几微秒，但足以费力地检测出来。

韦斯曼(Weisman)，主要作者，赖斯校友林正伟以及研究科学家谢尔盖·巴基洛(Sergei Bachilo)在《化学学会杂志》上详细介绍了这一复杂过程。

当光激发包含一种叫做玫瑰红的染料的溶液时，反应开始。溶解在溶液中的氧气分子从染料中捕获能量，从而形成O2的赋能形式。然后，它们将能量转移到纳米管上，在那里以三重态产生激子(由电子和电子空穴构成的准粒子)。加上一点热能，这些激子就被提升到更高的能量单重态，从而发出观察到的荧光。

韦斯曼说：“多年来，我们一直在研究涉及纳米管和氧气的有趣效应。” “我们发现了很多可能发生的事情，从这种能量转移或荧光的可逆淬灭等物理效应，到纳米管和DNA之间化学反应的触发。因此，这项研究是一个更大的探索计划的一部分。”

韦斯曼说，它们具有激发溶解氧分子的能力，促使研究人员了解这将如何影响相邻的纳米管。

他说：“我们通过用可见光激发染料分子来制造单重态氧，然后氧使染料失活并自身激发。” “这个想法在光物理领域可以追溯到几十年前，并且非常传统。这里的不寻常之处在于，单线态氧与纳米管相互作用，直接在管中产生三线态激发。这些三线态非常难以捉摸。

韦斯曼说：“有机分子的三重态是寿命最长的激发态。” “它们的寿命比单重态激发态大几个数量级，因此它们可以徘徊足够长的时间，撞到其他物体上并发生化学反应。

他说：“但是，由于纳米管的三重态不会发光或不能很好地直接吸收光，因此它们很难研究，对它们的了解还不多。” “我们一直在努力更好地理解它们。”

触发荧光仍然需要额外的步骤。韦斯曼说：“只要通过周围环境的随机热搅动，这些家伙有时就会被踢到明亮的单重态，然后他们可以通过吐出光子来告诉你他们在那里。”

因为三重态可以持续10微秒左右，所以上转换的发射称为延迟荧光。

研究人员必须找到一种方法来检测纳米管明亮的初级荧光中相对较弱的影响。韦斯曼说：“这就像在试图被明亮的相机闪光灯遮住后立即看到暗淡的物体一样。” “我们必须设计一些特殊的仪器。”

一个设备“基本上是一个快速的机械快门”，它在明亮的闪光期间覆盖短波红外(SWIR)光谱仪，然后迅速打开，这是一种倒车摄像头，它可以在7毫秒内从被遮盖到打开。他说，另一台设备是一个灵敏的检测器，该检测器由电子信号触发，并测量微弱发射如何随时间逐渐消失。他说：“这些系统都是由杰出的实验家清伟建造的。”

Weisman及其同事在医学成像技术和基于纳米管的智能皮肤中采用了纳米管荧光技术来测量表面应变以及其他应用。他说，新发现最终可能会进入光电和太阳能领域。

韦斯曼说：“没有直接的步骤可以使人读懂并制造出一种新的，效率更高的设备。” “但是，有关过程和属性的基本知识是构建新技术的基础。”