Le proprietà uniche dei complessi di terre rare (RE), compreso il trasferimento di energia sensibilizzato al ligando, emissioni simili a impronte digitali ed emissioni di lunga durata, li rendono materiali promettenti per molte applicazioni, come la codifica ottica, imaging/rilevamento della luminescenza e rilevamento della luminescenza risolta nel tempo. In particolare, l'uso di materiali luminescenti RE per l'imaging in vitro e in vivo può eliminare facilmente l'autofluorescenza degli organismi e qualsiasi interferenza dalla fluorescenza di fondo. Però, la maggior parte dei complessi RE ha scarsa solubilità e stabilità in soluzione acquosa, e la loro luminescenza può essere facilmente spenta da vicino X-H (X =O, N, C) oscillatori, che limita le loro ulteriori applicazioni in soluzioni acquose e bioimaging. Di conseguenza, il miglioramento delle prestazioni di luminescenza e di disperdibilità è diventato una questione chiave per espandere l'applicazione dei complessi RE. Finora, grandi sforzi sono stati dedicati ad aumentare l'intensità della luminescenza dei complessi RE, come l'aumento della rigidità strutturale, regolare i numeri di coordinamento, sostituzione dei legami C-H del ligando con legami C-F e modifica delle caratteristiche di donazione o ritiro di elettroni dei sostituenti.

Recentemente, materiali ad emissione indotta dall'assemblaggio, come i materiali di fosforescenza a temperatura ambiente e i luminogeni a emissione indotta dall'aggregazione sono diventati punti caldi della ricerca. Rispetto a questi materiali emittenti, I complessi RE possiedono un meccanismo di luminescenza sensibilizzata relativamente complicato. Nei processi di sensibilizzazione dei complessi RE, il trasferimento di energia dallo stato di tripletto eccitato dei leganti allo stato eccitato degli ioni RE è la principale causa di emissione. Perciò, aumentare la possibilità di incrocio intersistemico allo stato eccitato della tripletta del ligando e ridurre il decadimento non radiativo sarebbe vantaggioso per la luminescenza dei complessi RE.

Recenti studi hanno dimostrato che l'assemblaggio supramolecolare può costruire nanostrutture altamente disperdibili in acqua attraverso la forza intermolecolare non covalente, che consentirebbe di applicare i complessi RE in più aree. Però, è difficile prevedere l'assemblaggio e controllare la distribuzione delle dimensioni delle particelle semplicemente disperdendo i complessi RE nelle matrici ospiti. Come noto, autoassemblaggio guidato da forze intermolecolari, come idrofobico—idrofobico, legame idrogeno, e aromatico π - π impilabile, ha un alto grado di orientamento e prevedibilità, ed è una potente strategia per sintetizzare nanostrutture con dimensioni e forme precise. Allo stesso tempo, tali forze di interazione intermolecolare possono modificare la distanza intermolecolare, limitare la rotazione delle molecole di ligando, e regolano il trasferimento di energia dai ligandi agli ioni RE centrali.

Qui, è stata proposta una nuova strategia per ottenere Eu . con dimensioni controllate ³⁺ -nanoparticelle complesse (Eu-NP) con caratteristiche di luminescenza indotta da autoassemblaggio (SAIL) senza incapsulamento o ibridazione. L'anfifilico Eu ³⁺ -complesso che possiede ligandi derivati ​​dal carbazolo, con struttura elettronica altamente π-π coniugata, potrebbe autoassemblarsi in Eu-NP con eccellente disperdibilità in acqua e dimensione delle particelle controllabile in soluzione acquosa. I ricercatori hanno previsto che la regolazione della polarità molecolare dei ligandi e il trasferimento dei complessi RE dalla fase organica alla fase acquosa potrebbe causare l'assemblaggio dei complessi RE in NP con una buona disperdibilità in acqua. Studiando i cambiamenti nella durata della luminescenza e nelle rese quantiche in soluzione acquosa, hanno scoperto che l'autoassemblaggio potrebbe proteggere efficacemente le molecole d'acqua nel centro luminescente e quindi ridurre l'effetto di spegnimento delle molecole d'acqua dalla vibrazione del legame O-H. E quando le molecole si autoassemblano insieme, si trattengono a vicenda e il movimento all'interno delle molecole è limitato.

Ciò limiterà notevolmente la rotazione o la vibrazione intramolecolare di Eu ³⁺ -complessi, con conseguente aumento della luminescenza in condizioni acquose. Anche, questo sistema potrebbe essere utilizzato per applicazioni di bioimaging per il rilevamento di temperatura e HClO mediante fluorescenza allo stato stazionario e analisi risolta nel tempo. In questo senso, l'attività SAIL del sistema di complessi RE autoassemblati qui proposto ha inaugurato la tendenza per lo sviluppo di sistemi di conversione della luce RE e la loro integrazione nelle applicazioni di bioimmagine e terapia.