Progreso de la investigación de materiales luminiscentes de posluminiscencia larga

Contenido básico de material luminiscente de posluminiscencia larga

Largo resplandormateriales luminiscentesson referidos como largosmateriales de resplandor, también conocidos como materiales luminosos. Es un tipo de material de fotoluminiscencia que emite luz visible bajo la excitación de una fuente de luz y almacena parte de la energía luminosa obtenida. Después de que la excitación se detiene, la energía se libera lentamente en forma de luz. Por lo tanto, también se llama \"material de fuente de luz verde.Material luminiscenteTambién se llama cuerpo luminoso. Es un material funcional que puede convertir varias formas de energía absorbida desde el exterior en radiación de luz no balanceada. Debido a que puede usar la luz solar o la luz para almacenar luz y luego emite luz por la noche o en la oscuridad, por lo que se usa ampliamente en la indicación de emergencia nocturna, dispositivos o componentes optoelectrónicos, pantalla de instrumentos, iluminación de bajo nivel, decoración del hogar y defensa militar (como el mapa de viaje nocturno), etc. Se espera que se aplique más en el procesamiento de la información y los nuevos campos de energía, ciencias de la vida y ciencia y tecnología avanzadas, lo que afectará el desarrollo de la ciencia y la tecnología futuras. Hay varios tipos demateriales emisores de luz, y los tipos principales son: fotoluminiscencia, emisión de rayos catódicos, electroluminiscencia, piroluminiscencia, emisión de radiación, etc.

Progreso de la investigación de materiales luminiscentes de larga persistencia.

Los materiales orgánicos de posluminiscencia larga son una clase demateriales luminiscentesdesarrollado en los últimos años. Sin embargo, la mayoría de las moléculas orgánicas pueden exhibir a largo plazo la temperatura de la luminiscencia después del resplandor solo en un estado agregado (como un cristal) o necesitan ser dopadas en un huésped especial. La razón principal es que las moléculas pueden lograr el acoplamiento electrónico entre moléculas en el estado agregado. El cruce entre sistemas (ISC) sensibiliza los estados excitados de triplete. Con el fin de lograr una emisión prolongada de resplandor de moléculas orgánicas en un estado amorfo, un equipo colaboró ​​para construir una pequeña molécula orgánica (CzDPS) con acoplamiento de electrones intramolecular. Las unidades de carbazol (donante) y difenilsulfona (aceptor) en la molécula están cercanas en el espacio. Esta acción espacial cercana del receptor puede mediar efectivamente el paso entre líneas y lograr una luminiscencia persistente prolongada en estados no agrupados. Los resultados muestran que CzDPS no solo tiene fosforescencia a temperatura ambiente en el estado cristalino, sino que también tienelarga luminiscencia resplandoren el adhesivo fotocurable con una concentración de dopaje de solo 1% en peso, lo que indica que este tipo de material tiene una buena aplicación potencial en los campos de los plásticos y la impresión 3D fotocurable.

Sobre esta base, el equipo también exploró la aplicación del material orgánico de persistencia prolongada en imágenes resueltas en el tiempo. La vida útil de la luminiscencia de los materiales orgánicos tradicionales generalmente es del orden de nanosegundos a milisegundos, y a menudo se requieren equipos de imagen complejos y sofisticados para distinguir elluminiscencia de materiales de luz dispersa de fondo. El largo material de brillo posterior tiene una vida útil luminosa de segundos, y una cámara CMOS general puede detectar una luminiscencia de larga duración con un retraso de milisegundos. Utilizando la propiedad de luminiscencia de brillo prolongado de CzDPS, el equipo solo se dio cuenta de la imagen de luminiscencia de huellas dactilares resuelta en el tiempo al iluminar la muestra unida a la huella digital debajo deLuz LED UV, usar el teléfono móvil para tomar fotos después de apagar la luz LED UV y eliminar efectivamente la luz dispersa y la interferencia de la autofluorescencia del sustrato en el reconocimiento de huellas digitales. Proporciona un método nuevo y simple para la identificación de huellas digitales. Los hallazgos se publican en la revista Materials Horizons.

Estado de investigación de varios materiales.

Largo resplandormateriales luminiscentesse han estudiado mucho, y han surgido una variedad de materiales inorgánicos, que van desde la luminiscencia de matriz simple hasta los materiales sólidos de matriz especial dopados con iones de tierras raras actuales. El rendimiento luminoso también se mejora continuamente. El estado de la investigación de algunos materiales se presentará a continuación.

(1) sistema de sulfuro

Serie de sulfuro largo resplandormateriales luminiscentesTiene una larga historia de desarrollo. En 1866, Sidot de Francia produjo por primera vez materiales de resplandor persistente de brillo prolongado, y la producción industrializada a principios del siglo XX. Desde entonces, se ha desarrollado una variedad de materiales con un sistema de sulfuro de brillo prolongado, como la luz azul-violeta CaS: Bi, ZnCd: Cu de emisión amarilla. Sin embargo, los materiales de brillo posterior largos de los sistemas de sulfuro tienen un brillo luminoso bajo, un tiempo de brillo posterior corto, una estabilidad química deficiente y son propensos a la delicuescencia. Si bien estas deficiencias pueden superarse agregando elementos radiactivos, revestimiento de materiales, etc., la adición de elementos radiactivos causa daños a la salud humana y al medio ambiente. Por lo tanto, está muy restringido en el uso práctico.

(2) sistema de matriz aluminada

En la década de 1960, los investigadores japoneses descubrieron el fenómeno de resplandor prolongado de SrAl204: Eu2 +, y desarrollaron un amplio interés de investigación en él. Una investigación más profunda en este material ha demostrado que las propiedades de resplandor posterior mejoran significativamente con respecto a los materiales de matriz de sulfuro. El brillo luminoso, el tiempo de brillo posterior y la estabilidad química de los sistemas de aluminato son incomparables con los materiales de brillo prolongado de los sistemas de sulfuro de primera generación. Sin embargo, los materiales de aluminato alcalinotérreo tienen un solo color luminoso, alta temperatura de síntesis y son propensos a la delicuescencia en contacto con el agua.

(3) sistema de silicato

De hecho, las personas han otorgado importancia a la investigación y el desarrollo de fósforos de silicato durante mucho tiempo. Porque el a base de silicatomateriales luminiscentesen el sistema de silicato tienen buena estabilidad química y térmica, y las materias primas de sílice de alta pureza son baratas y fácilmente disponibles, la temperatura de sinterización es inferior a 100 ° C en comparación con el sistema de aluminato. Las características del silicato resplandor prolongadomateriales luminiscentesson las siguientes: la irradiancia externa es estable, lo que amplía la gama de colores luminosos del material, especialmente los materiales azules en el campo de la seguridad de emergencia contra incendios. Debido a sus características de absorción de luz y luminiscencia, no necesita energía, instalación conveniente, bajo costo, sin mantenimiento y alto factor de seguridad, los materiales especiales no solo tienen excelentes características de aplicación, sino que también tienen un alto brillo de brillo posterior y mucho tiempo, agregando nuevos variedades para materiales emisores de luz. Además, debido a que las características de aplicación de los materiales del sistema de silicato son en caso de falla de energía de emergencia, no necesita energía artificial para lograr una iluminación rápida, por lo que la aplicación en ciertos campos (como la industria de la cerámica) es muy demandada. Actualmente es mejor que los sistemas de aluminato en los sistemas de emergencia contra incendios y los sistemas de indicación de seguridad. Los últimos productos de alta tecnología, como pasajes, letreros de salida de seguridad, letreros de equipos de extinción de incendios, letreros de advertencia, etc., han sido ampliamente utilizados en la industria de protección contra incendios en el hogar y en el extranjero.

(4) Sistema de titanato

Los titanatos de metales alcalinotérreos activados por iones de tierras raras son otro tipo de resplandor rojo largomaterial luminiscentecon propiedades químicas estables, alta intensidad luminosa y buena pureza de color. La matriz luminiscente de los titanatos activados de tierras raras es principalmente carbonato de tierras alcalinas. Las primeras investigaciones han activado Sm3 + BaTiO3 y Cr3 + activado CaTiO3. Actualmente se informa más son PrT + activado SrTiO3 y CaTiO3. Su proceso de producción utiliza Ti0. Y el carbonato alcalinotérreo como materia prima, agrega una cierta cantidad de iones activadores, etc., y mezcla ZnO, MgO, Al203 en la matriz a través de una reacción en fase sólida a alta temperatura para hacer Zn, Mg, AlI y otras partes Reemplazar el alcalino elemento tierra en la matriz de la matriz, para lograr un buen brillo luminoso y un tiempo de resplandor prolongado. El titanato alcalinotérreo rojo resplandor largomaterial luminiscenterepresentado por CaTiO3: Pr3 + no solo es estable, de buen rendimiento, sino también de color puro. Estudiar su mecanismo de luminiscencia y encontrar formas efectivas de altas propiedades de brillo posterior son de gran importancia para el estudio de nuevos materiales rojos de brillo posterior largo. Sin embargo, el mayor inconveniente de este sistema es que el brillo luminoso no es suficiente, y el tiempo de resplandor posterior no puede cumplir con los requisitos de las aplicaciones prácticas, y la intensidad de excitación en la región de luz visible debe mejorarse aún más.

(5) sistema de óxido de azufre

El material luminiscente de resplandor tardío largo de la serie de óxido de azufre es un nuevo tipo de resplandor prolongadomaterial luminiscente. Su sistema matricial es principalmente Eu2 + y Sm3 +, material de óxido de azufre de tierras raras Y202S activado por emisión de rojo. Serie de óxido de azufre resplandor prolongadomateriales luminiscentesactualmente son el mejor tipo de materiales luminiscentes de posluminiscencia larga entre los materiales luminiscentes de posluminiscencia larga roja. Sin embargo, el material matricial del polvo luminiscente está compuesto de óxido de azufre de tierras raras, el costo es demasiado alto, y el brillo luminoso y la duración del brillo posterior no son tan buenos como las series de silicato y aluminato alcalino-azul-verde.materiales luminiscentes.

Perspectiva de materiales luminiscentes de posluminiscencia larga

Hasta ahora, mucho resplandormateriales luminiscentestodavía se usan en materiales nocturnos. Según las características de estos materiales, creemos que estos materiales pueden tener aplicaciones en los campos de catálisis ambiental y biomedicina y energía. Hemos realizado exploraciones preliminares en catálisis ambiental y biomarcadores, y hemos logrado ciertos resultados. Por ejemplo, al combinar con materiales fotocatalíticos, se encuentra que talesmateriales compuestosTodavía tienen efecto fotocatalítico en ausencia de luz u oscuridad, y se espera que se conviertan en una clase de materiales multifuncionales. Como se mencionó anteriormente, CaWO esférico; Eu * resplandor crepuscular rojomateriales luminiscentesse prepararon usando las características de luminiscencia de resplandor prolongado del sistema de tungstato que encontramos (el tiempo de resplandor posterior solo cumple con los requisitos de los biomarcadores). Después de eso, llevamos a cabo investigaciones como un nuevo tipo de marcador bioluminiscente, que puede abrir nuevas direcciones para la aplicación de materiales luminiscentes en el campo biomédico. Además, es probable que dichos materiales también se apliquen en la energía solar, convirtiéndose en un nuevo tipo de materiales de conversión fotoeléctrica y materiales energéticos.