I modelli papillari sulle dita umane rimangono sostanzialmente invariati nella loro struttura topologica fin dalla nascita, possedendo caratteristiche diverse da persona a persona, e anche i modelli papillari su ciascun dito della stessa persona sono diversi. Il disegno della papilla sulle dita è increspato e distribuito con molti pori sudoripare. Il corpo umano secerne continuamente sostanze a base acquosa come il sudore e sostanze oleose come l'olio. Queste sostanze si trasferiranno e si depositeranno sull'oggetto quando entreranno in contatto, formando impronte sull'oggetto. È proprio a causa delle caratteristiche uniche delle impronte delle mani, come la loro specificità individuale, la stabilità per tutta la vita e la natura riflettente dei segni tattili, che le impronte digitali sono diventate un simbolo riconosciuto delle indagini penali e del riconoscimento dell'identità personale sin dal primo utilizzo delle impronte digitali per l'identificazione personale. alla fine del XIX secolo.
Sulla scena del crimine, ad eccezione delle impronte digitali tridimensionali e colorate, il tasso di presenza di potenziali impronte digitali è il più alto. Le potenziali impronte digitali richiedono in genere l'elaborazione visiva attraverso reazioni fisiche o chimiche. I potenziali metodi comuni di sviluppo delle impronte digitali includono principalmente lo sviluppo ottico, lo sviluppo di polvere e lo sviluppo chimico. Tra questi, lo sviluppo della polvere è preferito dalle unità di base grazie al suo funzionamento semplice e al basso costo. Tuttavia, i limiti della tradizionale visualizzazione delle impronte digitali basata su polvere non soddisfano più le esigenze dei tecnici criminali, come i colori e i materiali complessi e diversi dell'oggetto sulla scena del crimine e lo scarso contrasto tra l'impronta digitale e il colore dello sfondo; La dimensione, la forma, la viscosità, il rapporto di composizione e le prestazioni delle particelle di polvere influiscono sulla sensibilità dell'aspetto della polvere; La selettività delle polveri tradizionali è scarsa, soprattutto il maggiore assorbimento degli oggetti bagnati sulla polvere, che riduce notevolmente la selettività di sviluppo delle polveri tradizionali. Negli ultimi anni, il personale della scienza e della tecnologia criminale ha continuato a ricercare nuovi materiali e metodi di sintesi, tra cuiterre rarei materiali luminescenti hanno attirato l'attenzione del personale scientifico e tecnologico criminale grazie alle loro proprietà luminescenti uniche, all'elevato contrasto, all'elevata sensibilità, all'elevata selettività e alla bassa tossicità nell'applicazione della visualizzazione delle impronte digitali. Gli orbitali 4f gradualmente riempiti degli elementi delle terre rare conferiscono loro livelli di energia molto ricchi e gli orbitali elettronici degli strati 5s e 5P degli elementi delle terre rare sono completamente riempiti. Gli elettroni dello strato 4f sono schermati, conferendo agli elettroni dello strato 4f una modalità di movimento unica. Pertanto, gli elementi delle terre rare mostrano un'eccellente fotostabilità e stabilità chimica senza fotosbiancamento, superando i limiti dei coloranti organici comunemente usati. Inoltre,terre raregli elementi hanno anche proprietà elettriche e magnetiche superiori rispetto ad altri elementi. Le proprietà ottiche uniche diterre rareioni, come la lunga durata della fluorescenza, molte bande strette di assorbimento ed emissione e grandi lacune di assorbimento ed emissione di energia, hanno attirato l'attenzione diffusa nella ricerca correlata sulla visualizzazione delle impronte digitali.
Tra numerositerre rareelementi,europioè il materiale luminescente più comunemente usato. Demarcay, lo scopritore dieuropionel 1900, descrisse per primo le linee nette nello spettro di assorbimento di Eu3+ in soluzione. Nel 1909 Urban descrisse la catodoluminescenza diGd2O3:Eu3+. Nel 1920 Prandtl pubblicò per primo gli spettri di assorbimento di Eu3+, confermando le osservazioni di De Mare. Lo spettro di assorbimento di Eu3+ è mostrato nella Figura 1. Eu3+ si trova solitamente sull'orbitale C2 per facilitare la transizione degli elettroni dai livelli 5D0 a 7F2, rilasciando così la fluorescenza rossa. Eu3+ può raggiungere una transizione dagli elettroni dello stato fondamentale al livello energetico dello stato eccitato più basso nell'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile. Sotto l'eccitazione della luce ultravioletta, Eu3+ mostra una forte fotoluminescenza rossa. Questo tipo di fotoluminescenza non è applicabile solo agli ioni Eu3+ drogati in substrati cristallini o vetri, ma anche a complessi sintetizzati coneuropioe ligandi organici. Questi ligandi possono fungere da antenne per assorbire la luminescenza di eccitazione e trasferire l'energia di eccitazione a livelli energetici più elevati di ioni Eu3+. L'applicazione più importante dieuropioè la polvere rossa fluorescenteY2O3: Eu3+(YOX) è un componente importante delle lampade fluorescenti. L'eccitazione della luce rossa di Eu3+ può essere ottenuta non solo mediante luce ultravioletta, ma anche mediante fascio di elettroni (catodoluminescenza), radiazione γ di raggi X α o particella β, elettroluminescenza, luminescenza frizionale o meccanica e metodi di chemiluminescenza. Grazie alle sue ricche proprietà luminescenti, è una sonda biologica ampiamente utilizzata nei campi delle scienze biomediche o biologiche. Negli ultimi anni, ha anche suscitato l'interesse della ricerca del personale scientifico e tecnologico criminale nel campo delle scienze forensi, fornendo una buona scelta per superare i limiti del tradizionale metodo con polvere per la visualizzazione delle impronte digitali e ha un significato significativo nel migliorare il contrasto, sensibilità e selettività della visualizzazione delle impronte digitali.
Figura 1 Spettrogramma di assorbimento Eu3+
1,principio di luminescenza dieuropio delle terre rarecomplessi
Le configurazioni elettroniche dello stato fondamentale e dello stato eccitatoeuropiogli ioni sono entrambi di tipo 4fn. A causa dell'eccellente effetto schermante degli orbitali s e d attorno aleuropioioni sugli orbitali 4f, le transizioni ff dieuropiogli ioni mostrano bande lineari nette e durate di fluorescenza relativamente lunghe. Tuttavia, a causa della bassa efficienza di fotoluminescenza degli ioni europio nelle regioni della luce ultravioletta e visibile, i ligandi organici vengono utilizzati per formare complessi coneuropioioni per migliorare il coefficiente di assorbimento delle regioni della luce ultravioletta e visibile. La fluorescenza emessa daeuropioI complessi non solo presentano i vantaggi unici dell'elevata intensità di fluorescenza e dell'elevata purezza della fluorescenza, ma possono anche essere migliorati utilizzando l'elevata efficienza di assorbimento dei composti organici nelle regioni della luce ultravioletta e visibile. L'energia di eccitazione necessaria pereuropiola fotoluminescenza ionica è elevata La carenza di bassa efficienza di fluorescenza. Esistono due principi principali di luminescenzaeuropio delle terre rarecomplessi: uno è la fotoluminescenza, che richiede il ligando dieuropiocomplessi; Un altro aspetto è che l'effetto antenna può migliorare la sensibilitàeuropioluminescenza ionica.
Dopo essere stato eccitato dalla luce ultravioletta o visibile esterna, il ligando organico nelterre raretransizioni complesse dallo stato fondamentale S0 allo stato di singoletto eccitato S1. Gli elettroni dello stato eccitato sono instabili e ritornano allo stato fondamentale S0 attraverso la radiazione, rilasciando energia affinché il ligando emetta fluorescenza, o saltano in modo intermittente al suo triplo stato eccitato T1 o T2 attraverso mezzi non radiativi; Gli stati tripli eccitati rilasciano energia attraverso la radiazione per produrre la fosforescenza del ligando o trasferire energia aeuropio metallicoioni mediante trasferimento di energia intramolecolare non radiativo; Dopo essere stati eccitati, gli ioni europio passano dallo stato fondamentale allo stato eccitato eeuropiogli ioni nello stato eccitato passano al livello di bassa energia, per poi ritornare allo stato fondamentale, rilasciando energia e generando fluorescenza. Pertanto, introducendo appropriati ligandi organici con cui interagireterre rareioni e sensibilizzano gli ioni metallici centrali attraverso il trasferimento di energia non radiativo all'interno delle molecole, l'effetto di fluorescenza degli ioni delle terre rare può essere notevolmente aumentato e il fabbisogno di energia di eccitazione esterna può essere ridotto. Questo fenomeno è noto come effetto antenna dei ligandi. Il diagramma del livello energetico del trasferimento di energia nei complessi Eu3+ è mostrato nella Figura 2.
Nel processo di trasferimento di energia dallo stato eccitato di tripletta a Eu3+, il livello energetico dello stato eccitato di tripletta del ligando deve essere superiore o coerente con il livello energetico dello stato eccitato Eu3+. Ma quando il livello energetico di tripletta del ligando è molto maggiore dell’energia dello stato eccitato più basso di Eu3+, anche l’efficienza del trasferimento di energia sarà notevolmente ridotta. Quando la differenza tra lo stato di tripletto del ligando e lo stato eccitato più basso di Eu3+ è piccola, l'intensità della fluorescenza si indebolirà a causa dell'influenza della velocità di disattivazione termica dello stato di tripletto del ligando. I complessi β-dichetonici presentano i vantaggi di un forte coefficiente di assorbimento UV, una forte capacità di coordinazione e un efficiente trasferimento di energiaterre rares, e possono esistere sia in forma solida che liquida, rendendoli uno dei ligandi più utilizzati interre rarecomplessi.
Figura 2 Diagramma del livello energetico del trasferimento di energia nel complesso Eu3+
2.Metodo di sintesi diEuropio delle terre rareComplessi
2.1 Metodo di sintesi allo stato solido ad alta temperatura
Il metodo allo stato solido ad alta temperatura è un metodo comunemente usato per la preparazioneterre raremateriali luminescenti ed è anche ampiamente utilizzato nella produzione industriale. Il metodo di sintesi allo stato solido ad alta temperatura è la reazione delle interfacce della materia solida in condizioni di alta temperatura (800-1500 ℃) per generare nuovi composti diffondendo o trasportando atomi o ioni solidi. Per la preparazione viene utilizzato il metodo in fase solida ad alta temperaturaterre rarecomplessi. Innanzitutto, i reagenti vengono miscelati in una determinata proporzione e una quantità adeguata di fondente viene aggiunta a una malta per una macinazione accurata per garantire una miscelazione uniforme. Successivamente, i reagenti macinati vengono posti in un forno ad alta temperatura per la calcinazione. Durante il processo di calcinazione, è possibile riempire l'ossidazione, la riduzione o i gas inerti in base alle esigenze del processo sperimentale. Dopo la calcinazione ad alta temperatura, si forma una matrice con una struttura cristallina specifica alla quale vengono aggiunti ioni attivatori di terre rare per formare un centro luminescente. Il complesso calcinato deve essere sottoposto a raffreddamento, risciacquo, essiccazione, rimacinazione, calcinazione e vagliatura a temperatura ambiente per ottenere il prodotto. Generalmente sono necessari molteplici processi di macinazione e calcinazione. La macinazione multipla può accelerare la velocità di reazione e rendere la reazione più completa. Questo perché il processo di macinazione aumenta l'area di contatto dei reagenti, migliorando notevolmente la velocità di diffusione e trasporto di ioni e molecole nei reagenti, migliorando così l'efficienza della reazione. Tuttavia, tempi e temperature di calcinazione diversi avranno un impatto sulla struttura della matrice cristallina formata.
Il metodo allo stato solido ad alta temperatura presenta i vantaggi di un funzionamento semplice del processo, di un basso costo e di un consumo breve, che lo rendono una tecnologia di preparazione matura. Tuttavia, i principali inconvenienti del metodo allo stato solido ad alta temperatura sono: in primo luogo, la temperatura di reazione richiesta è troppo elevata, il che richiede attrezzature e strumenti elevati, consuma elevata energia ed è difficile controllare la morfologia del cristallo. La morfologia del prodotto non è uniforme e provoca persino il danneggiamento dello stato cristallino, influenzando le prestazioni di luminescenza. In secondo luogo, una macinazione insufficiente rende difficile la miscelazione uniforme dei reagenti e le particelle di cristallo sono relativamente grandi. A causa della macinazione manuale o meccanica, le impurità vengono inevitabilmente mescolate per influenzare la luminescenza, con conseguente bassa purezza del prodotto. Il terzo problema è l'applicazione non uniforme del rivestimento e la scarsa densità durante il processo di applicazione. Lai et al. ha sintetizzato una serie di polveri fluorescenti policromatiche monofase Sr5 (PO4) 3Cl drogate con Eu3+ e Tb3+ utilizzando il tradizionale metodo allo stato solido ad alta temperatura. Sotto eccitazione quasi ultravioletta, la polvere fluorescente può regolare il colore della luminescenza del fosforo dalla regione blu alla regione verde in base alla concentrazione di drogaggio, migliorando i difetti di basso indice di resa cromatica e alta temperatura di colore correlata nei diodi emettitori di luce bianchi . L'elevato consumo di energia è il problema principale nella sintesi di polveri fluorescenti a base di borofosfato mediante metodo allo stato solido ad alta temperatura. Attualmente, sempre più studiosi sono impegnati nello sviluppo e nella ricerca di matrici adeguate per risolvere il problema dell'elevato consumo energetico del metodo allo stato solido ad alta temperatura. Nel 2015, Hasegawa et al. ha completato la preparazione allo stato solido a bassa temperatura della fase Li2NaBP2O8 (LNBP) utilizzando per la prima volta il gruppo spaziale P1 del sistema triclino. Nel 2020, Zhu et al. hanno riportato un percorso di sintesi allo stato solido a bassa temperatura per un nuovo fosforo Li2NaBP2O8: Eu3+ (LNBP: Eu), esplorando un percorso di sintesi a basso consumo energetico e a basso costo per fosfori inorganici.
2.2 Metodo della coprecipitazione
Il metodo di co-precipitazione è anche un metodo di sintesi “chimica morbida” comunemente usato per preparare materiali luminescenti inorganici di terre rare. Il metodo di co-precipitazione prevede l'aggiunta di un precipitante al reagente, che reagisce con i cationi in ciascun reagente per formare un precipitato o idrolizza il reagente in determinate condizioni per formare ossidi, idrossidi, sali insolubili, ecc. Il prodotto target si ottiene attraverso filtrazione, lavaggio, asciugatura e altri processi. I vantaggi del metodo di co-precipitazione sono il funzionamento semplice, il consumo breve, il basso consumo energetico e l'elevata purezza del prodotto. Il suo vantaggio più importante è che le sue piccole dimensioni delle particelle possono generare direttamente nanocristalli. Gli inconvenienti del metodo di co-precipitazione sono: in primo luogo, il fenomeno di aggregazione del prodotto ottenuto è grave, il che incide sulla resa luminescente del materiale fluorescente; In secondo luogo, la forma del prodotto è poco chiara e difficile da controllare; In terzo luogo, ci sono determinati requisiti per la selezione delle materie prime e le condizioni di precipitazione tra ciascun reagente dovrebbero essere quanto più simili o identiche possibile, il che non è adatto per l'applicazione di più componenti del sistema. K. Petcharoen et al. nanoparticelle di magnetite sferica sintetizzate utilizzando idrossido di ammonio come metodo precipitante e co-precipitazione chimica. L'acido acetico e l'acido oleico sono stati introdotti come agenti di rivestimento durante la fase iniziale di cristallizzazione e la dimensione delle nanoparticelle di magnetite è stata controllata nell'intervallo 1-40 nm modificando la temperatura. Le nanoparticelle di magnetite ben disperse in soluzione acquosa sono state ottenute attraverso la modificazione della superficie, migliorando il fenomeno di agglomerazione delle particelle nel metodo di co-precipitazione. Kee et al. hanno confrontato gli effetti del metodo idrotermale e del metodo di co-precipitazione sulla forma, struttura e dimensione delle particelle di Eu-CSH. Hanno sottolineato che il metodo idrotermale genera nanoparticelle, mentre il metodo di co-precipitazione genera particelle prismatiche submicroniche. Rispetto al metodo di co-precipitazione, il metodo idrotermale mostra una maggiore cristallinità e una migliore intensità di fotoluminescenza nella preparazione della polvere Eu-CSH. JK Han et al. ha sviluppato un nuovo metodo di co-precipitazione utilizzando un solvente non acquoso N, N-dimetilformammide (DMF) per preparare (Ba1-xSrx) 2SiO4: fosfori Eu2 con distribuzione dimensionale stretta ed elevata efficienza quantica vicino a particelle sferiche di dimensioni nano o submicroniche. Il DMF può ridurre le reazioni di polimerizzazione e rallentare la velocità di reazione durante il processo di precipitazione, contribuendo a prevenire l'aggregazione delle particelle.
2.3 Metodo di sintesi termica idrotermale/solvente
Il metodo idrotermale iniziò a metà del XIX secolo quando i geologi simularono la mineralizzazione naturale. All'inizio del XX secolo, la teoria maturò gradualmente ed è attualmente uno dei metodi di chimica delle soluzioni più promettenti. Il metodo idrotermale è un processo in cui il vapore acqueo o una soluzione acquosa viene utilizzato come mezzo (per trasportare ioni e gruppi molecolari e trasferire pressione) per raggiungere uno stato subcritico o supercritico in un ambiente chiuso ad alta temperatura e alta pressione (il primo ha una temperatura di 100-240 ℃, mentre quest'ultima ha una temperatura fino a 1000 ℃), accelera la velocità di reazione di idrolisi delle materie prime e, in caso di forte convezione, ioni e gruppi molecolari diffuso a bassa temperatura per la ricristallizzazione. La temperatura, il valore del pH, il tempo di reazione, la concentrazione e il tipo di precursore durante il processo di idrolisi influenzano in varia misura la velocità di reazione, l'aspetto dei cristalli, la forma, la struttura e la velocità di crescita. Un aumento della temperatura non solo accelera la dissoluzione delle materie prime, ma aumenta anche l'effettiva collisione delle molecole per favorire la formazione dei cristalli. I diversi tassi di crescita di ciascun piano cristallino nei cristalli di pH sono i principali fattori che influenzano la fase, le dimensioni e la morfologia del cristallo. Anche la durata del tempo di reazione influisce sulla crescita dei cristalli e più lungo è il tempo, più favorevole è per la crescita dei cristalli.
I vantaggi del metodo idrotermale si manifestano principalmente in: in primo luogo, elevata purezza cristallina, assenza di inquinamento da impurità, distribuzione ridotta delle dimensioni delle particelle, resa elevata e diversa morfologia del prodotto; Il secondo è che il processo operativo è semplice, il costo è basso e il consumo energetico è basso. La maggior parte delle reazioni vengono eseguite in ambienti a temperatura medio-bassa e le condizioni di reazione sono facili da controllare. La gamma di applicazioni è ampia e può soddisfare le esigenze di preparazione di varie forme di materiali; In terzo luogo, la pressione dell'inquinamento ambientale è bassa ed è relativamente rispettosa della salute degli operatori. I suoi principali svantaggi sono che il precursore della reazione è facilmente influenzato dal pH ambientale, dalla temperatura e dal tempo e che il prodotto ha un basso contenuto di ossigeno.
Il metodo solvotermico utilizza solventi organici come mezzo di reazione, espandendo ulteriormente l'applicabilità dei metodi idrotermali. A causa delle differenze significative nelle proprietà fisiche e chimiche tra i solventi organici e l'acqua, il meccanismo di reazione è più complesso e l'aspetto, la struttura e le dimensioni del prodotto sono più diversificati. Nallappan et al. cristalli MoOx sintetizzati con diverse morfologie dal foglio al nanorod controllando il tempo di reazione del metodo idrotermale utilizzando dialchil solfato di sodio come agente direttivo dei cristalli. Dianwen Hu et al. materiali compositi sintetizzati a base di poliossimolibdeno cobalto (CoPMA) e UiO-67 o contenenti gruppi bipiridilici (UiO-bpy) utilizzando il metodo solvotermico ottimizzando le condizioni di sintesi.
2.4 Metodo sol-gel
Il metodo sol gel è un metodo chimico tradizionale per preparare materiali funzionali inorganici, ampiamente utilizzato nella preparazione di nanomateriali metallici. Nel 1846 Elbelmen utilizzò per la prima volta questo metodo per preparare SiO2, ma il suo utilizzo non era ancora maturo. Il metodo di preparazione consiste principalmente nell'aggiungere l'attivatore di ioni di terre rare nella soluzione di reazione iniziale per far volatilizzare il solvente per produrre gel e il gel preparato ottiene il prodotto target dopo il trattamento termico. Il fosforo prodotto con il metodo sol gel ha buone caratteristiche morfologiche e strutturali e il prodotto ha una dimensione particellare piccola e uniforme, ma la sua luminosità deve essere migliorata. Il processo di preparazione del metodo sol-gel è semplice e facile da usare, la temperatura di reazione è bassa e le prestazioni di sicurezza sono elevate, ma il tempo è lungo e la quantità di ciascun trattamento è limitata. Gaponenko et al. ha preparato una struttura multistrato amorfa di BaTiO3/SiO2 mediante centrifugazione e trattamento termico con metodo sol-gel con buona trasmissività e indice di rifrazione, e ha sottolineato che l'indice di rifrazione del film di BaTiO3 aumenterà con l'aumento della concentrazione di sol. Nel 2007, il gruppo di ricerca di Liu L ha catturato con successo il complesso ione/sensibilizzatore metallico Eu3+ altamente fluorescente e stabile alla luce in nanocompositi a base di silice e gel secco drogato utilizzando il metodo sol gel. In diverse combinazioni di diversi derivati di sensibilizzatori di terre rare e modelli nanoporosi di silice, l'uso del sensibilizzante 1,10-fenantrolina (OP) nel modello di tetraetossisilano (TEOS) fornisce il miglior gel secco drogato con fluorescenza per testare le proprietà spettrali di Eu3+.
2.5 Metodo di sintesi a microonde
Il metodo di sintesi a microonde è un nuovo metodo di sintesi chimica ecologico e privo di inquinamento rispetto al metodo allo stato solido ad alta temperatura, che è ampiamente utilizzato nella sintesi dei materiali, in particolare nel campo della sintesi dei nanomateriali, mostrando un buon slancio di sviluppo. Le microonde sono un'onda elettromagnetica con una lunghezza d'onda compresa tra 1nn e 1 m. Il metodo a microonde è il processo in cui le particelle microscopiche all'interno del materiale di partenza subiscono la polarizzazione sotto l'influenza dell'intensità del campo elettromagnetico esterno. Al variare della direzione del campo elettrico delle microonde, la direzione del movimento e della disposizione dei dipoli cambia continuamente. La risposta di isteresi dei dipoli, così come la conversione della propria energia termica senza la necessità di collisioni, attriti e perdite dielettriche tra atomi e molecole, ottiene l'effetto di riscaldamento. Dato che il riscaldamento a microonde può riscaldare uniformemente l'intero sistema di reazione e condurre rapidamente l'energia, favorendo così il progresso delle reazioni organiche, rispetto ai metodi di preparazione tradizionali, il metodo di sintesi a microonde presenta i vantaggi di un'elevata velocità di reazione, sicurezza ecologica, dimensioni ridotte e uniformi dimensione delle particelle del materiale e elevata purezza di fase. Tuttavia, la maggior parte dei rapporti attualmente utilizza assorbitori di microonde come polvere di carbonio, Fe3O4 e MnO2 per fornire indirettamente calore per la reazione. Le sostanze che vengono facilmente assorbite dalle microonde e che possono attivare i reagenti stessi necessitano di ulteriori esplorazioni. Liu et al. ha combinato il metodo di co-precipitazione con il metodo a microonde per sintetizzare lo spinello puro LiMn2O4 con morfologia porosa e buone proprietà.
2.6 Metodo di combustione
Il metodo di combustione si basa sui metodi di riscaldamento tradizionali, che utilizzano la combustione della materia organica per generare il prodotto desiderato dopo che la soluzione è evaporata a secchezza. Il gas generato dalla combustione della materia organica può rallentare efficacemente il verificarsi di agglomerazioni. Rispetto al metodo di riscaldamento allo stato solido, riduce il consumo di energia ed è adatto a prodotti con requisiti di bassa temperatura di reazione. Tuttavia, il processo di reazione richiede l’aggiunta di composti organici, il che aumenta i costi. Questo metodo ha una capacità di lavorazione ridotta e non è adatto alla produzione industriale. Il prodotto ottenuto con il metodo di combustione ha una dimensione delle particelle piccola e uniforme, ma a causa del breve processo di reazione, potrebbero esserci cristalli incompleti, che influiscono sulle prestazioni di luminescenza dei cristalli. Anning et al. hanno utilizzato La2O3, B2O3 e Mg come materiali di partenza e hanno utilizzato la sintesi di combustione assistita da sale per produrre polvere LaB6 in lotti in un breve periodo di tempo.
3. Applicazione dieuropio delle terre rarecomplessi nello sviluppo delle impronte digitali
Il metodo di visualizzazione della polvere è uno dei metodi di visualizzazione delle impronte digitali più classici e tradizionali. Attualmente, le polveri che mostrano le impronte digitali possono essere suddivise in tre categorie: polveri tradizionali, come le polveri magnetiche composte da polvere fine di ferro e polvere di carbonio; Polveri metalliche, come polvere d'oro,polvere d'argento, e altre polveri metalliche con struttura a rete; Polvere fluorescente. Tuttavia, le polveri tradizionali hanno spesso grandi difficoltà nel visualizzare impronte digitali o vecchie impronte digitali su oggetti di sfondo complessi e hanno un certo effetto tossico sulla salute degli utenti. Negli ultimi anni, il personale scientifico e tecnologico criminale ha sempre più favorito l’applicazione di materiali nanofluorescenti per la visualizzazione delle impronte digitali. Grazie alle proprietà luminescenti uniche di Eu3+ e all'ampia applicazione diterre raresostanze,europio delle terre rareI complessi non solo sono diventati un punto caldo della ricerca nel campo delle scienze forensi, ma forniscono anche idee di ricerca più ampie per la visualizzazione delle impronte digitali. Tuttavia, Eu3+ nei liquidi o solidi ha scarse prestazioni di assorbimento della luce e deve essere combinato con ligandi per sensibilizzare ed emettere luce, consentendo a Eu3+ di mostrare proprietà di fluorescenza più forti e persistenti. Attualmente, i ligandi comunemente usati includono principalmente β-dichetoni, acidi carbossilici e sali carbossilati, polimeri organici, macrocicli supramolecolari, ecc. Con la ricerca approfondita e l'applicazione dieuropio delle terre rarecomplessi, si è scoperto che in ambienti umidi, la vibrazione delle molecole di coordinazione H2O ineuropioi complessi possono causare l'estinzione della luminescenza. Pertanto, al fine di ottenere una migliore selettività e un forte contrasto nella visualizzazione delle impronte digitali, è necessario studiare come migliorare la stabilità termica e meccanica delle impronte digitali.europiocomplessi.
Nel 2007, il gruppo di ricerca di Liu L è stato il pioniere nell'introduzioneeuropiocomplessi nel campo della visualizzazione delle impronte digitali per la prima volta in patria e all'estero. I complessi ione metallico/sensibilizzante Eu3+ altamente fluorescenti e stabili alla luce catturati con il metodo sol gel possono essere utilizzati per il potenziale rilevamento di impronte digitali su vari materiali forensi, tra cui lamina d'oro, vetro, plastica, carta colorata e foglie verdi. La ricerca esplorativa ha introdotto il processo di preparazione, gli spettri UV/Vis, le caratteristiche di fluorescenza e i risultati dell'etichettatura delle impronte digitali di questi nuovi nanocompositi Eu3+/OP/TEOS.
Nel 2014, Seung Jin Ryu et al. dapprima formò un complesso Eu3+ ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) mediante esaidratocloruro di europio(EuCl3 · 6H2O) e 1-10 fenantrolina (Phen). Attraverso la reazione di scambio ionico tra gli ioni sodio interstrato eeuropiosono stati ottenuti ioni complessi, composti nano ibridi intercalati (Eu (Phen) 2) 3+- pietra ollare di litio sintetizzata e Eu (Phen) 2) 3+- montmorillonite naturale). Sotto eccitazione di una lampada UV ad una lunghezza d'onda di 312 nm, i due complessi non solo mantengono i caratteristici fenomeni di fotoluminescenza, ma hanno anche una maggiore stabilità termica, chimica e meccanica rispetto ai complessi Eu3+ puri. Tuttavia, a causa dell'assenza di ioni di impurità spente come il ferro nel corpo principale della pietra ollare di litio, [Eu (Phen) 2] 3+- la pietra ollare di litio ha un'intensità di luminescenza migliore rispetto a [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonite e l'impronta digitale mostra linee più chiare e un contrasto più forte con lo sfondo. Nel 2016, V Sharma et al. polvere nano fluorescente sintetizzata di alluminato di stronzio (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) utilizzando il metodo di combustione. La polvere è adatta per la visualizzazione di impronte digitali fresche e vecchie su oggetti permeabili e non permeabili come carta colorata ordinaria, carta da imballaggio, fogli di alluminio e dischi ottici. Non solo mostra un'elevata sensibilità e selettività, ma ha anche caratteristiche di postluminescenza forti e di lunga durata. Nel 2018, Wang et al. nanoparticelle CaS preparate (ESM-CaS-NP) drogate coneuropio, samarioe manganese con un diametro medio di 30 nm. Le nanoparticelle sono state incapsulate con ligandi anfifilici, consentendo loro di essere disperse uniformemente in acqua senza perdere la loro efficienza di fluorescenza; La co-modificazione della superficie ESM-CaS-NP con 1-dodeciltiolo e acido 11-mercaptoundecanoico (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP ha risolto con successo il problema dell'estinzione della fluorescenza in acqua e dell'aggregazione delle particelle causata dall'idrolisi delle particelle nel nano fluorescente polvere. Questa polvere fluorescente non solo mostra potenziali impronte digitali su oggetti come fogli di alluminio, plastica, vetro e piastrelle di ceramica con elevata sensibilità, ma ha anche un'ampia gamma di sorgenti luminose di eccitazione e non richiede costose apparecchiature di estrazione delle immagini per visualizzare le impronte digitali. Nello stesso anno, il gruppo di ricerca di Wang ha sintetizzato una serie di ternarieuropiocomplessi [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] utilizzando acido orto, meta e p-metilbenzoico come primo ligando e ortofenantrolina come secondo ligando utilizzando il metodo di precipitazione. Sotto l'irradiazione della luce ultravioletta a 245 nm, potenziali impronte digitali su oggetti come plastica e marchi potrebbero essere chiaramente visualizzate. Nel 2019, Sung Jun Park et al. YBO3 sintetizzato: fosfori Ln3+(Ln=Eu, Tb) attraverso il metodo solvotermico, migliorando efficacemente il potenziale rilevamento delle impronte digitali e riducendo l'interferenza del pattern di fondo. Nel 2020, Prabakaran et al. ha sviluppato un composito fluorescente Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-destrosio, utilizzando EuCl3 · 6H20 come precursore. Na [Eu (5,5 '-DMBP) (phen) 3] Cl3 è stato sintetizzato utilizzando Phen e 5,5' – DMBP attraverso un metodo con solvente a caldo, quindi Na [Eu (5,5 '-DMBP) (phen) 3] Cl3 e D-destrosio sono stati utilizzati come precursori per formare Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3 attraverso il metodo di adsorbimento. Complesso 3/D-destrosio. Attraverso esperimenti, il composito può visualizzare chiaramente le impronte digitali su oggetti come tappi di bottiglie di plastica, bicchieri e valuta sudafricana sotto l'eccitazione della luce solare a 365 nm o della luce ultravioletta, con un contrasto più elevato e prestazioni di fluorescenza più stabili. Nel 2021, Dan Zhang et al. ha progettato e sintetizzato con successo un nuovo complesso esanucleare Eu3+Eu6 (PPA) 18CTP-TPY con sei siti di legame, che ha un'eccellente stabilità termica alla fluorescenza (<50 ℃) e può essere utilizzato per la visualizzazione delle impronte digitali. Tuttavia, sono necessari ulteriori esperimenti per determinare le specie ospiti adatte. Nel 2022, L Brini et al. sintetizzato con successo Eu: polvere fluorescente Y2Sn2O7 attraverso il metodo di co-precipitazione e ulteriore trattamento di macinazione, che può rivelare potenziali impronte digitali su oggetti in legno e impermeabili. Nello stesso anno, il gruppo di ricerca di Wang ha sintetizzato NaYF4: Yb utilizzando il metodo di sintesi termica del solvente, nucleo Er@YVO4 Eu -materiale di nanofluorescenza di tipo shell, che può generare fluorescenza rossa sotto l'eccitazione ultravioletta di 254 nm e fluorescenza verde brillante sotto il vicino infrarosso di 980 nm eccitazione, ottenendo la visualizzazione in doppia modalità di potenziali impronte digitali sull'ospite. La potenziale visualizzazione delle impronte digitali su oggetti come piastrelle di ceramica, fogli di plastica, leghe di alluminio, RMB e carta intestata colorata mostra elevata sensibilità, selettività, contrasto e forte resistenza alle interferenze di fondo.
4 Prospettiva
Negli ultimi anni, la ricerca sueuropio delle terre rarecomplessi hanno attirato molta attenzione, grazie alle loro eccellenti proprietà ottiche e magnetiche come elevata intensità di luminescenza, elevata purezza del colore, lunga durata della fluorescenza, ampi intervalli di assorbimento di energia e di emissione e picchi di assorbimento stretti. Con l'approfondimento della ricerca sui materiali delle terre rare, le loro applicazioni in vari campi come illuminazione e display, bioscienza, agricoltura, militare, industria dell'informazione elettronica, trasmissione ottica di informazioni, anticontraffazione a fluorescenza, rilevamento di fluorescenza, ecc. stanno diventando sempre più diffuse. Le proprietà ottiche dieuropioi complessi sono eccellenti e i loro campi di applicazione si stanno gradualmente espandendo. Tuttavia, la loro mancanza di stabilità termica, proprietà meccaniche e lavorabilità limiterà le loro applicazioni pratiche. Dal punto di vista della ricerca attuale, la ricerca applicativa delle proprietà ottiche dieuropioi complessi nel campo delle scienze forensi dovrebbero concentrarsi principalmente sul miglioramento delle proprietà ottiche dieuropiocomplessi e risolvendo i problemi delle particelle fluorescenti che tendono ad aggregarsi in ambienti umidi, mantenendo la stabilità e l'efficienza della luminescenza dieuropiocomplessi in soluzioni acquose. Al giorno d'oggi, il progresso della società, della scienza e della tecnologia ha posto requisiti più elevati per la preparazione di nuovi materiali. Pur soddisfacendo le esigenze applicative, dovrebbe anche rispettare le caratteristiche di design diversificato e basso costo. Pertanto, ulteriori ricerche sueuropiocomplessi è di grande importanza per lo sviluppo delle ricche risorse cinesi di terre rare e per lo sviluppo della scienza e della tecnologia criminale.
Orario di pubblicazione: 01-nov-2023