В Новосибирске исследователи Института неорганической химии СО РАН создали люминесцентные комплексы на основе европия и тербия. Их свечение усиливается по мере высыхания среды, что превращает химический процесс в визуальное шоу. Эту информацию сообщает сайт Ferra.
Лантаноиды, включая европий и тербий, славятся яркой узкополосной люминесценцией. Они обеспечивают красный и зеленый цвета в электронике, применяются в лазерах и медицинской визуализации.
Сибирские ученые добились обратимых переходов между комплексами с сильно различающимися характеристиками свечения. В одном из них, который светит лучше, к иону металла присоединена одна молекула воды. При увеличении их числа до двух яркость заметно падает. В чистой воде соединения разлагаются, но в других растворителях с регулируемым содержанием воды удается управлять структурой и люминесценцией. Именно вода играет ключевую роль: уменьшение ее количества до одной молекулы дает колоссальный прирост яркости.
«Эксперименты проводились в этиловом и изопропиловом спирте, результаты оказались одинаковыми. Созданный люминофор может быть эффективнее и специфичнее для некоторых чувствительных датчиков и способен конкурировать с существующими люминесцентными системами», — отметил инженер ИНХ СО РАН Даниил Ушаков.
Разработка уже готова к практическому применению. В планах — создание модельного пленочного детектора, который будет менять яркость в зависимости от влажности. Такой датчик пригодится для контроля следов воды в топливе, сухом воздухе и для умных материалов с управляемым переключением люминесценции.
Соединения лантаноидов обладают сильной люминесценцией, их относительно просто синтезировать. Люминесценция европия — основной источник красного цвета в дисплеях. В медицинской диагностике красные люминофоры часто применяются, так как биологические ткани наиболее прозрачны для красного света. Европий и тербий светят узкими полосами, что характерно только для лантаноидов. Это полезно для выявления подделок — специальных меток на банкнотах, печатях, пропусках и произведениях искусства. Смешав зеленый и красный люминофоры, можно получить желтый, но светящий несколькими узкими полосами, а не одной. Подделать такой спектр обычным желтым люминофором невозможно — именно спектр выдаст подделку», — пояснил старший научный сотрудник ИНХ СО РАН кандидат химических наук Павел Демаков.
В дальнейшем ученые планируют модернизировать люминофор и создать универсальный детектор для прикладного применения.
Статья подготовлена с использованием материалов издания «Наука в Сибири».