Se presenta un protocolo para la síntesis de nanomateriales luminiscentes persistentes (PLNP) y sus posibles aplicaciones en pantallas regrabables y procesamiento artístico utilizando el efecto de resplandor posterior bajo irradiación de luz ultravioleta (365 nm).
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Artículo de método
Síntesis de nanopartículas luminiscentes persistentes para pantallas regrabables y aplicaciones de iluminación
En este artículo
Resumen
Resumen
Las nanopartículas luminiscentes persistentes (PLNP) poseen la capacidad de mantener una longevidad prolongada y una emisión robusta incluso después de que haya cesado la excitación. Los PLNP se han utilizado ampliamente en varios dominios, incluidas las pantallas de información, el cifrado de datos, las imágenes biológicas y la decoración artística con luminosidad sostenida y vívida, lo que brinda posibilidades ilimitadas para una variedad de proyectos artísticos y tecnológicos innovadores. Este protocolo se centra en un procedimiento experimental para la síntesis hidrotermal de PLNPs. La síntesis exitosa de nanomateriales luminiscentes duraderos con Mn2+ o Cr3+ que sirven como centro luminiscente en Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn) o ZnGa2O4: Cr destaca la universalidad de este método sintético. Por otro lado, las propiedades ópticas de ZGO: Mn se pueden cambiar ajustando el pH de las soluciones precursoras, lo que demuestra la capacidad de ajuste del protocolo. Cuando se cargan con ultravioleta (UV) a una longitud de onda de 365 nm durante 3 minutos y luego se detienen, los PLNP exhiben la notable capacidad de generar resplandor de manera eficiente y consistente, lo que los hace ideales para hacer pantallas bidimensionales regrabables y obras de arte tridimensionales transparentes y luminosas. Este protocolo descrito en este documento proporciona un método factible para la síntesis de nanopartículas luminiscentes persistentes para aplicaciones posteriores de iluminación e imagen, lo que abre nuevas perspectivas para los campos de la ciencia y el arte.
Introducción
La luminiscencia persistente (PL) es un proceso óptico único que puede almacenar energía de la luz ultravioleta, la luz visible, los rayos X u otras fuentes de excitación y luego liberarla en forma de emisión de fotones durante segundos, minutos, horas o inclusodurante días. El descubrimiento del fenómeno luminoso continuo se originó en la dinastía Song en la antigua China hace 1000 años, cuando un pintor descubrió accidentalmente una pintura que brillaba en la oscuridad. Más tarde se descubrió que algunas materias primas y minerales naturales podían absorber la luz solar y luego brillar en la oscuridad e incluso se pueden convertir en fascinan....
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Protocolo
1. Síntesis de Zn2GeO4: Mn PLNPs
- Prepare una solución de hidróxido de sodio de 2 M/L disolviendo 10 mM de hidróxido de sodio en 5 mL de agua desionizada.
- Prepare una solución de germanato de sodio de 0,4 M/L añadiendo 2 mM de óxido de germanio en 5 mL de solución de hidróxido de sodio, y luego revuelva a temperatura ambiente durante unos 30 min.
- Añadir 4 mM de cloruro de zinc, 0,01 mM de nitrato de manganeso y 600 μL de ácido nítrico (65%-68% en peso) a un vaso pequeño de 100 mL que contenga 22 mL de agua desionizada.
PRECAUCIÓN: La adición de ácido nítrico debe realizarse estrict....
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Resultados
En la Figura 1 se muestra el diagrama de síntesis de los PLNP Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn). Se añade el polímero anfifílico polietilenglicol (PEG) para modificar las nanovarillas de Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn) libres de ligando para que se disuelvan mejor en medio MMA. Primero, se recogen las imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) de ZGO: Mn cuyo pH es 9,4 (
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Discusión
Este artículo presenta un método de síntesis para nanomateriales luminiscentes persistentes y polimerización para aplicaciones de reproducción cromática. Los materiales mostraron propiedades ópticas extremadamente estables y un resplandor visible después de cesar la excitación de la luz ultravioleta. Se preparó un nanomaterial luminiscente persistente (Zn2GeO4: Mn) utilizando un método hidrotermal con diferente pH (Figura 1A). La imagen TEM mostró que los PLNP ZGO: Mn, .......
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Divulgaciones
No hay nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (82001945), el Programa Pujiang de Shanghái (20PJ1410700) y la subvención inicial de la Universidad ShangháiTech. Los autores agradecen al Centro de Microscopía Electrónica de Alta Resolución (ChEM), Escuela de Ciencia Física y Tecnología de la Universidad ShanghaiTech (No. EM02161943) para el soporte de caracterización de materiales. Los autores agradecen al Centro de Instrumentación Analítica (#SPST-AIC10112914) de la Escuela de Ciencia Física y Tecnología de la Universidad ShanghaiTech por el apoyo a las pruebas espectrales y XRD. Los autores también agradecen al Prof. Jia....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| azobisisobutilonitrilo (99%) | Macklin | A800354 | Se requiere una mayor purificación |
| de metacrilato de metilo (99%) | Sigma-Aldrich | M55909 | Se requiere una mayor purificación |
| Agua desionizada | Merck | ZEQ7016T0C | Milli-Q Sistema de purificación directa de agua |
| óxido de aluminio alcalino (malla 100-200) | Macklin | A800033 | |
| hidróxido de amonio (25%-28%, peso) | Vaso | de | |
| Synthware | B220100 | ||
| nitrato de cromo (III) no hidratado (99,95%) | de C116448 | Aladdina | |
| Columna de 75004250 | |||
| ThermoFisher Scientific Cámara digital de | C184464CR | ||
| Synthware | Canon | EOS M50 Mark II | |
| termostato eléctricohorno de secado | Longyue | LDO-9036A | |
| etanol (99.7%) | Greagent | 1158566 | |
| hidrato de nitrato de galio (99.9%) | Aladdin | G109501 | |
| óxido de germanio (99.99%) | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 51009860 | |
| varilla de vidrio | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 91229401 | |
| polvo Difractómetro de rayos X | D2 PHASER DESKTOP XRD | BRUKER | |
| nitrato de manganeso (98%) | Macklin | M828399 | |
| metanol (99,5%) | Greagent | 1226426 | |
| ácido nítrico (65,0-68,0%, peso) | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | 10014508 | |
| medidor de pH | Shanghai Leici Sensor Technology Co., Ltd | PHS-3C | |
| polietilenglicol (300, Mw) | Adamas | 01050882(41713A) | |
| película de sellado | Parafilm | 2025722 | |
| hidróxido de sodio (GR) | Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd | de 10019764 | |
| Horiba | Fluorolog-3 | ||
| microscopio electrónico de transmisión | JEOL | JEM-1400 Plus | |
| microscopio electrónico de transmisión | JEOL | 2100 Plus | |
| embudo triangular | Synthware | F181975 | |
| centrífuga | ultrasonido | JP-040S | |
| cloruro de zinc (98%) | Greagent | 01113266/G81783A |
Referencias
- Xu, J., Tanabe, S. Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective. J Luminesc. 205, 581-620 (2019).
- Harvey, E. N. A history of luminescence from the earliest times until 1900. , American Philosophical Society. Philadelphia, ....
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Reimpresiones y permisos
