得益于一种新型材料系统，该系统可以将可见光直接转换为紫外光，而效率却是以前的记录的两倍，因此从氢生产到空气净化的光动力过程在环境光下的性能可能会有所提高。

该系统由九州大学的研究人员开发，在高强度下可实现20%的光上转换效率，即使在弱光下也可保持相对较高的性能，这使其有望利用我们周围已有的可见光来驱动需要高能紫外光的应用。

虽然人们经常尝试避开紫外线，因为紫外线可能会对皮肤造成伤害，但九州大学工程学院副教授柳井伸宏(Nobuhiro Yanai)一直在寻找增加这些高能射线数量的方法，以促进产生光催化作用的光催化剂。从产生用于燃料电池车辆的氢气到净化室内环境，各种有用的反应。

Yanai解释说：“尽管可以使用诸如紫外线LED之类的专用光源来驱动这些反应，但它们会消耗能量并增加复杂性。” “相反，一种更为优雅的解决方案是收集我们周围已经存在的阳光和室内环境光。”

但是，这些环境光源通常在较低能量的可见光区域中拥有很大一部分能量，而在紫外光中只有一小部分，因此研究人员一直在寻找将波长大于400 nm的可见光直接转换为可见光的方法。高能量的紫外线。

为此，由Yanai和Nobuo Kimizuka领导的研究团队一直专注于称为三重态-三重态an灭的过程。在此过程中，吸收可见光后，分子上形成了称为三重态的高能态。然后，这些“供体”分子将其三胞胎赋予“受体”分子，后者可以结合两个三胞胎以创建一个单一的高能态，并以紫外线的形式释放出来。

直到最近，报道的使用三重态-三重态an灭从可见光到紫外光的常规上转换的最大效率约为10%，并且只有在比日光强1000倍的可见光下才能实现。

Yanai和他的小组现在在《Angewandte Chemie国际版》杂志上报道说，他们打破了这一记录，同时在来自阳光和室内LED的弱可见光下也实现了大大提高的效率。

柳井说：“五年多来，我们一直在努力提高这一过程的效率，但一直停留在5%左右。” “我们终于能够通过新的分子设计取得重大突破，这为我们提供了出色性能的正确分子。”

发射紫外线的受体分子消除三重态-三重态三元组的效率低下以及产生三重态的供体分子猝灭所产生的紫外线发射是限制性能的两个关键问题。

为了克服这些问题，研究人员开发了一种名为TIPS-萘的新型受体分子，该分子具有很高的三重态-三重态-灭效率和足够低的三重态能量，可以轻松地接受来自名为Ir(C6)2(acac)的分子的三重态，他们先前发现的优良的供体不能强烈吸收上转换的紫外线。

在高强度光下，TIPS-萘和Ir(C6)2(acac)的组合成功实现了20.5%的最高上转换效率。

此外，与常规系统相比，该系统还成功地显着降低了所需的激发光强度，即使在类似于日光的强度下，也可实现约10%的上转换效率。

柳井comments评论说：“该系统可以将非常低强度的可见光有效地转换为紫外线。令我惊讶的是，即使使用我通常在办公桌上使用的LED，我们也能获得紫外线。”

研究人员将这种性能归因于TIPS基团与受体分子萘中心的刚性键合，有助于抑制内部分子运动，从而导致能量损失，而TIPS基团本身可以精细调节分子的三重态能量，同时将发射光保持在紫外线下。

除了寻找继续提高效率的方法外，研究人员还在探索如何使系统在解决方案中表现同样出色，以进一步简化其在各种光驱动过程中的应用。