光子上轉換是將兩個或者多個低能量的光子轉換成一個高能量光子的過程，該發光過程有別于常見的量子點和有機物小分子的熒光發射。目前，研究光子上轉換過程的材料主要是基于鑭系離子摻雜的上轉換納米材料，通常由主體材料（如NaYF4）和鑭系摻雜離子（如Yb3+，Er3+）組成。在近紅外光的照射下，上轉換納米材料通過鑭系離子f軌道的能級特性，可以將近紅外光轉換成可見甚至紫外發射光。目前的研究表明，鑭系離子摻雜的上轉換納米材料在生物成像、靶向治療、顯示、防偽等方面有著很好的應用前景。但由于激發波長相對單一、發光效率相對較低等問題，鑭系離子摻雜的上轉換納米材料距離大規模的實際應用還有一定的距離，例如傳統的激發波長在980 nm左右，而水和很多生物樣品對該波段的光有較強的吸收，這就限制了上轉換納米材料在生物成像等方面的應用。為了解決這些問題，人們需要新的納米設計和材料體系來改變傳統上轉換納米材料的性質。
美國麻省大學醫學院的韓綱教授課題組和南京工業大學先進材料研究院的黃維教授團隊都是上轉換納米領域的國際知名研究小組。他們在早期的工作中提出并發展了800納米波長激發的上轉換納米材料。在Small的最近封面文章上，他們總結了當前最新的兩種調控上轉換納米材料激發波長的方法：Nd3+離子敏化和有機染料敏化，討論了通過這兩種方法如何將激發波長調至生物兼容性的800納米左右；接著他們詳細闡述了基于這兩種方法的上轉換納米材料發光性質的調控，包括發光增強和發光顏色的調控。通過介紹基于800納米左右波長激發的上轉換納米材料的最新應用，該論文討論了該類材料目前的挑戰和機遇，并對其后續發展進行了展望。
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