Учёные из Санкт-Петербургского университета создали новые соединения из лантаноидов. Благодаря улучшению ключевых свойств, эти соединения могут быть использованы для производства люминесцентных красок, защитных элементов документов, датчиков и экранов различных устройств. Металлорганические каркасные структуры (МОКС) — это класс кристаллических пористых материалов. Они состоят из металлических ионов или кластеров, связанных органическими мостиковыми лигандами. Благодаря разнообразию комбинаций металлов и лигандов можно получать материалы с разными свойствами. Сейчас соединения на основе МОКС используют при производстве сенсоров, как катализаторы реакций и присадки к ракетному топливу, а также в качестве люминофоров — веществ, излучающих свет под воздействием ультрафиолета, электромагнитного поля или других факторов. Учёные Санкт-Петербургского университета исследуют материалы на основе соединений лантаноидов. Они уже выяснили, как меняются форма и размер наночастиц в тераностике при добавлении различных лантаноидов. Химики Университета продолжают изучать и применять лантаноиды. Лантаноиды — это 15 химических элементов III группы 6-го периода периодической таблицы. Это металлы с атомными номерами от 57 до 71 (от лантана до лютеция). Исследователи отмечают, что у ионов лантаноидов очень узкие линии спектра излучения. Из-за этого соединения лантаноидов могут быть использованы для создания новых ярких и контрастных люминесцентных красок и экранов мониторов. Ионы плохо поглощают свет, но их можно объединить с органическим соединением, которое хорошо поглощает свет и передаёт его энергию иону. При правильном подборе условий такие гибриды будут светиться не менее ярко, чем полностью органические люминофоры, а цвет свечения будет более насыщенным и контрастным. Новые люминесцентные металлорганические каркасные структуры могут использоваться в различных областях, таких как создание защитных элементов документов, датчиков, элементов экранов гаджетов и химических соединений для выявления опасных веществ. Для синтеза использовались два иона: один люминесцентный (европий или тербий), а другой оптически инертный (иттрий, лантан, гадолиний или лютеций). Размер частиц удалось уменьшить благодаря применению ультразвука. Полученные МОКС имеют большую удельную поверхность, что важно при разработке люминесцентных сенсоров.
Учёные СПбГУ нашли способ увеличить яркость свечения более чем в два раза. Для этого нужно частично заменить ионы европия и тербия на ионы гадолиния и лютеция. В одном соединении, содержащем ионы тербия и лютеция в соотношении 1:9, квантовый выход составил 95%. То есть из 100 частиц, поглотивших ультрафиолетовый свет, 95 частиц испустили зелёный свет. Специалисты Университета синтезировали и изучили новые соединения. Они также проанализировали, как связаны между собой структура, оптические и фотофизические свойства на уровне электронной структуры. Химики СПбГУ предложили новый способ оценки процессов передачи световой энергии возбуждения на молекулярном уровне. Выяснилось, что квантовый выход люминесценции антенных комплексов зависит от двух параметров: насколько эффективно энергия передаётся с антенны на ион европия или тербия и насколько сильно тушится люминесценция ионов лантаноидов другими молекулами (например, молекулами воды в составе соединений).
Новый подход будет полезен для изучения металлорганических каркасов с антенным механизмом передачи энергии. В дальнейшем они планируют использовать этот метод для исследования других подобных структур. Результаты исследования опубликованы в цикле статей в научном журнале Molecules. Изображение пресс-службе СПбГУ предоставил Андрей Мерещенко 13.09.2024 |
Хайтек
JHEP: Суперкомпьютеры помогут построить и изучить структуру протонов и нейтронов | |
В центре атомов, которые состоят из прото... |
В МАИ создали навигационный комплекс для беспилотников с обученной нейросетью | |
Навигационный комплекс для беспилотников ... |
В ПНИПУ разработали метод ускорения подбора адгезивов для FDM-печати | |
Аддитивные технологии используются в разн... |
Создан комплекс для отладки российских микросхем | |
На Международном технологическом конгрессе, ко... |
AnChem: Эксперименты по окислению графита открывают новый тип химической реакции | |
Исследователи из Университета Умео объясн... |
JACS: Открыт путь к созданию маркеров для корреляционной микроскопии | |
Новое исследлование позволит учёным лучше набл... |
Nature Physics: Ученые проследили эволюцию беспорядка в сверхпроводниках | |
В физике важен беспорядок, но его сл... |
PNAS: Жидкие кристаллы в движении имитируют биологические системы | |
Жидкие кристаллы используются повсеместно: в&n... |
КФУ: Кинетическая модель оптимизирует добычу битуминозной нефти | |
Кинетическую модель каталитического акватермол... |
В СПбГУ создали светящиеся полимеры для датчиков и экранов гаджетов | |
Учёные из Санкт-Петербургского университе... |
В МИФИ разработан виртуальный двойник токарного станка | |
На Международном технологическом конгрессе, ко... |
JMSER: Сульфиды металлов могут быть катализаторами для восстановления CO2 | |
Один из самых перспективных способов умен... |
Ученые НИЯУ МИФИ разработали эксперимент по наблюдению поляризации вакуума | |
Эксперимент по наблюдению поляризации вак... |
NatComm: Искусственные мышцы заставляют роботизированную ногу ходить и прыгать | |
Уже почти 70 лет изобретатели создают роб... |
5 спутников необходимо для точной навигации — доказано математически | |
Обычно GPS определяет местоположение с то... |
Студент МАИ придумал ракетный двигатель на космической пыли | |
Студент МАИ Тамирлан Нагоев разработал ко... |
Physical Review Letters: Физики предложили новый способ охлаждения фотонов | |
Физики сделали из света конденсат Бозе&nb... |
Учёные МГУ разработали новые материалы для детекторов ионизирующего излучения | |
Сотрудники факультета наук о материалах М... |
В МИФИ приблизились к разгадке природы высокотемпературной сверхпроводимости | |
Сотрудники кафедры физики твёрдого тела и ... |
ACSAMI: Синий пигмент сделал конденсатор более ёмким, долговечным и экономичным | |
Исследователи из Университета Тохоку усов... |
Примем ли мы роботов, способных обманывать? Зависит от сути обмана | |
Социальные нормы помогают людям понять, когда ... |
ICBRB: Ручка, читающая шрифт Брайля, поможет слабовидящим людям стать грамотнее | |
Специалисты Бристольского университета создали... |
LAM: Ученые сгенерировали вихревые гребни в терагерцовом диапазоне | |
Учёные из Пекинского и Шанхайского н... |
Полупроводник для оптоэлектроники создали в НИЯУ МИФИ | |
Исследователи из НИЯУ МИФИ в составе... |
C&BS: Разработана более совершенная система управления насекомыми-киборгами | |
Учёные из Пекинского технологического инс... |
Light Science & Application: Создан новый метод кодирования спектральных данных | |
Гиперспектральная съёмка в ближней инфрак... |
Впервые ученые подвергли рентгеновскому исследованию один атом | |
Исследователи впервые смогли провести рентгено... |
В России запатентовали пневматический магнитный захват для робота-манипулятора | |
В современном мире роботы-манипуляторы использ... |
OEA: Разработана антенна на основе ложных поверхностных плазмонных поляритонов | |
Умные антенны привлекли внимание своей способн... |
На предприятии в Заинске протестировали умные часы для обходов оборудования | |
В Заинске протестировали умные часы Moziware S... |