Сибирские ученые научились управлять яркостью люминесцентных комплексов
Сибирские ученые научились управлять яркостью люминесцентных комплексов Исследователи из Института неорганической химии СО РАН синтезировали уникальные люминесцентные комплексы на основе европия и тербия. Главная особенность новых соединений — их свечение разгорается тем сильнее, чем суше становится среда, превращая химический процесс в настоящее визуальное шоу. Лантаноиды, включающие европий и тербий, известны своей яркой и узкополосной люминесценцией. Они дают красный и зеленый цвета в различных электронных устройствах, используются в лазерах и медицинской визуализации. Сибирские ученые достигли обратимых переходов между комплексами, имеющими сильно различающиеся характеристики люминесценции. В одном из них, который светит лучше, к иону металла координирована одна молекула воды. Если количество таких молекул возрастает до двух, то наблюдается совсем иная картина — яркость свечения заметно уменьшается. В чистой воде соединения разлагаются, но при использовании других растворителей с изменяемым содержанием воды удается регулировать структуру и, соответственно, люминесценцию соединений. По словам исследователей, именно вода здесь играет ключевую роль: уменьшение ее количества в соединении до одной молекулы дает колоссальный прирост в люминесценции. «Мы провели эти эксперименты в этиловом спирте и изопропиловом спирте, они привели к одинаковым результатам. Созданный нами люминофор может быть эффективнее и специфичнее для некоторых чувствительных датчиков и способен составить конкуренцию уже существующим люминесцентным системам», — прокомментировал инженер ИНХ СО РАН Даниил Ушаков. Сегодняшний этап разработки уже позволяет применять материал на практике. В планах сибирских ученых — создать модельный пленочный детектор, который будет менять яркость в зависимости от влажности среды. Такой датчик может пригодиться для контроля следов воды в топливе, сухом воздухе, а также для умных материалов с управляемым переключением люминесценции. Соединения лантаноидов обладают сильной люминесценцией. Это неорганические соединения, и их относительно просто синтезировать. Люминесценция европия — основной источник красного цвета в дисплеях. Соединения светят ярко, и их достаточно в небольшом количестве. В медицинской диагностике красные люминофоры применяются довольно часто, потому что биологические ткани наиболее прозрачны именно для красного света. Кроме того, европий и тербий светят узкими полосами, что характерно только для лантаноидов. Это полезно при разработке систем для выявления подделок, например специальных меток для банкнот, печатей, пропусков, произведений искусства. Если смешать зеленый и красный люминофоры, получится желтый, но светящий не одной обычной полосой спектра, а несколькими узкими. Подделать такой спектр обычным желтым люминофором невозможно — именно спектр свечения и выдаст подделку», — рассказал старший научный сотрудник ИНХ СО РАН кандидат химических наук Павел Демаков. В будущем ученые планируют расширять возможности полученного люминофора, модернизировать его и создать образец более универсального детектора для прикладного применения. Статья подготовлена с использованием материалов журнала "Наука в Сибири"