Synteza trwałych nanocząstek luminescencyjnych do wyświetlaczy wielokrotnego zapisu i zastosowań oświetleniowych

Nasze badania koncentrują się na rozwoju funkcjonalnych nanomateriałów. Opierając się na precyzyjnej biotechnologii, dążymy do osiągnięcia bioobrazowania, leczenia chorób i regulacji funkcji fizjologicznych w sposób minimalnie inwazyjny i wysoce selektywny poprzez zastosowanie nanokompozytów o właściwościach luminescencyjnych, termicznych, magnetycznych i akustycznych. Wykazaliśmy, że wykorzystując jako matrycę polimer sztywnego łańcucha szkieletowego, polimetakrylan metylu, czysto wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne mogą wykazywać stabilne i wyjątkowo długie okresy życia fosforyzacji, wykazując czysto organiczne właściwości fosforyzacyjne w temperaturze pokojowej.

Oczekujemy, że protokół ten nie tylko zapewni szczegółową procedurę eksperymentalną dla hydrotermalnej syntezy długotrwałych nanomateriałów obrazowych, ale także wprowadzi metodę kopolimeryzacji trwałych nanocząstek luminescencyjnych i MMA w celu dalszego osiągnięcia zastosowań przepisywania i luminescencji za pośrednictwem ultrafioletu. Masy syntezy hydrotermalnej trwałych nanocząstek luminescencyjnych mogą ograniczać stosowanie niektórych substancji wrażliwych na temperaturę, ponieważ wymagają one stosunkowo wysokich temperatur reakcji. W związku z tym wybór odpowiednich metod syntezy powinien być uzależniony od konkretnego zastosowania i wymagań.

Główne kierunki badań w naszym laboratorium obejmują opracowanie luminescencji wrażliwej na temperaturę, nanosondy do mikroskopowego monitorowania temperatury, komórek odpornościowych, selektywnego nanokompozytu do obrazowania i terapii immunologicznej oraz opracowanie nowych materiałów reagujących akustycznie i magnetycznie. Na początek weź pięć mililitrów dejonizowanej wody i dodaj do niej 10 milimoli wodorotlenku sodu. Następnie dodaj dwa milimole tlenku germanu do roztworu wodorotlenku sodu, aby przygotować roztwór kiełkujący sodu i mieszaj mieszaninę w temperaturze pokojowej przez około 30 minut.

Następnie dodaj cztery milimole chlorku, 0,01 milimola azotanu manganu i 600 mikrolitrów kwasu azotowego do 22 mililitrów wody dejonizowanej i mieszaj do całkowitego rozpuszczenia. Teraz powoli dodaj roztwór kiełkowania sodu do przygotowanego roztworu i dodaj jeden mililitr glikolu polietylenowego. Następnie umieść skalibrowaną sondę pH-metru w roztworze, aby monitorować wartość pH.

Dodaj wodorotlenek amonu o ułamku masowym 25 do 28% do roztworu, kropla po kropli i dostosuj pH do 6,0, 8,0 lub 9,4. Przykryj zlewkę folią sufitową i mieszaj roztwór w temperaturze pokojowej przez godzinę, utrzymując stałą prędkość mieszania. Następnie przenieś roztwór do linii teflonowej do autoklawu i umieść go w elektrycznym, termostatycznym piecu suszącym w temperaturze 220 stopni Celsjusza na cztery godziny.

Po zakończeniu wyłącz piekarnik i pozwól systemowi ostygnąć do temperatury pokojowej. Przed wyjęciem reaktora należy go powoli otworzyć i przenieść roztwór reakcyjny do 250-mililitrowych probówek wirówkowych. Przepłukać reaktor 40 mililitrami etanolu i przenieść etanol do probówek.

Następnie wiruj roztwór przez 30 sekund. Odwirować przy 4 000 G przez 15 minut w temperaturze pokojowej i usunąć supernatant. Następnie dodaj 10 mililitrów wody dejonizowanej do każdej probówki i sonikuj przez pięć minut, aby ponownie rozproszyć produkt.

Dodaj 20 mililitrów etanolu do każdej probówki i wiruj przez 30 sekund, aby uzyskać równomierne mieszanie. Powtórzyć proces wirowania i odrzucić supernatant. Ultra-sonic produkt przez pięć minut, aby rozproszyć produkt w dwóch mililitrach roztworu metanolu i przechowywać próbkę w temperaturze czterech stopni Celsjusza po uszczelnieniu jej folią uszczelniającą.

Obraz TEM pokazał, że PLMP kiełkującego manganu o pH 9,4 miały kształt pręcika i średnią średnicę około 65 nanometrów. Obrazy TEM o wysokiej rozdzielczości wykazały, że nanomateriały mają dobrą krystaliczność, z odstępami między sieciami wynoszącymi 0,70 nanometra. Widma emisyjne widzialne w poświacie roztworu manganu z kiełkowaniem wykazały, że PLNP wykazywały przesunięcie ku czerwieni głównego piku emisji, gdy roztwór prekursora zmieniał się z kwaśnego na zasadowy.

Dodatkowo wartość pH miała wpływ na krzywą zaniku intensywności poświaty w czasie. Obrazy fotoluminescencji i obrazy poświaty PMP ujawniły, że roztwór wykazywał jaśniejszą zieloną luminescencję wraz ze wzrostem zasadowości roztworu. Aby rozpocząć, ustaw temperaturę łaźni wodnej na 80 stopni Celsjusza.

Dodaj 20 gramów MMA do suchej, 100-mililitrowej butelki w kształcie bakłażana. Dodać wstępnie przygotowany roztwór metanolu kiełkującego manganu o pH 9,4 do naczynia reakcyjnego. Uszczelnić reakcję, aby zapobiec parowaniu rozpuszczalnika.

Umieścić naczynie w urządzeniu ultradźwiękowym na około 10 minut w temperaturze pokojowej, aby rozpuścić próbkę w MMA. Następnie dodaj 0,012 grama nitrylu izobutylowego Azobis do roztworu i całkowicie wymieszaj. Umieścić kolbę w łaźni wodnej o temperaturze 80 stopni Celsjusza i przepłukiwać powietrze azotem przez około 35 minut.

Delikatnie wstrząsnąć pojemnikiem pod koniec reakcji. Szybko przenieś naczynie reakcyjne do łaźni lodowej, aby schłodzić je po reakcji. Następnie powoli wlej roztwór do dwuwymiarowej lub trójwymiarowej formy.

Umieść formę w elektrycznym termostatycznym piecu suszącym ustawionym na określone temperatury, aby uzyskać materiał docelowy. Następnie zamknij elektryczny termostatyczny piec suszący, gdy reakcja ustaje, pozwalając mu ostygnąć do temperatury pokojowej. Otwórz piekarnik, aby usunąć pleśń dopiero po jej wystarczającym ostygnięciu, aby zapobiec poparzeniom skóry.

Ostrożnie wyjmij spolimeryzowaną próbkę PMMA z formy i wystaw ją na działanie lampy UV przez około trzy minuty.