İnsan parmaklarındaki papiller desenler doğumdan itibaren topolojik yapılarında temelde değişmeden kalır, kişiden kişiye farklı özelliklere sahiptir ve aynı kişinin her parmağındaki papiller desenler de farklıdır. Parmaklardaki papilla deseni çıkıntılıdır ve birçok ter gözenekleri ile dağılmıştır. İnsan vücudu sürekli olarak ter gibi su bazlı, yağ gibi yağlı maddeler salgılar. Bu maddeler temas ettiklerinde nesneye aktarılıp birikerek nesne üzerinde izlenimler oluştururlar. El izlerinin bireysel özgüllükleri, yaşam boyu stabiliteleri ve dokunma işaretlerinin yansıtıcı doğası gibi benzersiz özellikleri nedeniyle parmak izleri, kişisel kimlik tespiti için parmak izlerinin ilk kez kullanılmasından bu yana, cezai soruşturma ve kişisel kimliğin tanınmasında tanınan bir sembol haline gelmiştir. 19. yüzyılın sonlarında.
Olay yerinde, üç boyutlu ve düz renkli parmak izleri dışında potansiyel parmak izlerinin görülme oranı en yüksektir. Potansiyel parmak izleri tipik olarak fiziksel veya kimyasal reaksiyonlar yoluyla görsel işlem gerektirir. Ortak potansiyel parmak izi geliştirme yöntemleri temel olarak optik geliştirme, toz geliştirme ve kimyasal geliştirmeyi içerir. Bunlar arasında toz geliştirme, basit işletimi ve düşük maliyeti nedeniyle taban birimleri tarafından tercih edilmektedir. Bununla birlikte, geleneksel toz bazlı parmak izi ekranının sınırlamaları, suç mahallindeki nesnenin karmaşık ve çeşitli renkleri ve malzemeleri ve parmak izi ile arka plan rengi arasındaki zayıf kontrast gibi, artık kriminal teknisyenlerin ihtiyaçlarını karşılamamaktadır; Toz parçacıklarının boyutu, şekli, viskozitesi, bileşim oranı ve performansı, toz görünümünün hassasiyetini etkiler; Geleneksel tozların seçiciliği zayıftır, özellikle de ıslak nesnelerin toz üzerinde artan adsorpsiyonu, bu da geleneksel tozların geliştirme seçiciliğini büyük ölçüde azaltır. Son yıllarda kriminal bilim ve teknoloji personeli sürekli olarak yeni materyaller ve sentez yöntemleri araştırıyor;nadir toprakIşıldayan malzemeler, benzersiz ışıldama özellikleri, yüksek kontrastı, yüksek hassasiyeti, yüksek seçiciliği ve parmak izi ekranı uygulamasında düşük toksisitesi nedeniyle kriminal bilim ve teknoloji personelinin dikkatini çekmiştir. Nadir toprak elementlerinin kademeli olarak dolan 4f yörüngeleri onlara çok zengin enerji seviyeleri kazandırır ve nadir toprak elementlerinin 5s ve 5P katmanı elektron yörüngeleri tamamen doludur. 4f katmanındaki elektronlar, 4f katmanındaki elektronlara benzersiz bir hareket modu sağlayacak şekilde korunur. Bu nedenle, nadir toprak elementleri, yaygın olarak kullanılan organik boyaların sınırlamalarının üstesinden gelerek, ışıkla ağartma olmaksızın mükemmel bir fotostabilite ve kimyasal stabilite sergiler. Ek olarak,nadir toprakElementler ayrıca diğer elementlere göre üstün elektriksel ve manyetik özelliklere sahiptir. Eşsiz optik özelliklerinadir toprakUzun floresans ömrü, çok sayıda dar absorpsiyon ve emisyon bandı ve büyük enerji absorpsiyon ve emisyon boşlukları gibi iyonlar, parmak izi gösterimi ile ilgili araştırmalarda yaygın olarak ilgi görmüştür.
Çok sayıda arasındanadir toprakelementler,europiyumEn yaygın kullanılan ışıldayan malzemedir. Kaşif Demarcayeuropiyum1900 yılında ilk kez Eu3+ çözeltisinin absorpsiyon spektrumundaki keskin çizgileri tanımladı. 1909 yılında Urban katodolüminesansı tanımladı.Gd2O3: Eu3+. 1920'de Prandtl, De Mare'nin gözlemlerini doğrulayan Eu3+'nın absorpsiyon spektrumlarını ilk kez yayınladı. Eu3+'nın absorpsiyon spektrumu Şekil 1'de gösterilmektedir. Eu3+, elektronların 5D0'dan 7F2 seviyelerine geçişini kolaylaştırmak ve böylece kırmızı floresans açığa çıkarmak için genellikle C2 yörüngesinde bulunur. Eu3+, görünür ışık dalga boyu aralığında temel durum elektronlarından en düşük uyarılmış durum enerji seviyesine geçişi başarabilir. Ultraviyole ışığın uyarılması altında Eu3+, güçlü kırmızı fotolüminesans sergiler. Bu tür fotolüminesans, yalnızca kristal substratlara veya camlara katkılı Eu3+ iyonlarına değil, aynı zamanda ile sentezlenen komplekslere de uygulanabilir.europiyumve organik ligandlar. Bu ligandlar, uyarılma lüminesansını absorbe etmek ve uyarma enerjisini daha yüksek enerji seviyelerindeki Eu3+ iyonlarına aktarmak için anten görevi görebilir. En önemli uygulamasıeuropiyumkırmızı floresan tozudurY2O3: Eu3+(YOX) floresan lambaların önemli bir bileşenidir. Eu3+'nın kırmızı ışıkla uyarılması yalnızca ultraviyole ışıkla değil, aynı zamanda elektron ışını (katodolüminesans), X-ışını γ Radyasyonu α veya β Parçacığı, elektrolüminesans, sürtünmeli veya mekanik lüminesans ve kemilüminesans yöntemleriyle de elde edilebilir. Zengin lüminesans özelliklerinden dolayı biyomedikal veya biyolojik bilimler alanlarında yaygın olarak kullanılan bir biyolojik probtur. Son yıllarda, adli bilim alanında kriminal bilim ve teknoloji personelinin araştırma ilgisini de artırmış, parmak izlerini görüntülemek için geleneksel toz yönteminin sınırlamalarını aşmak için iyi bir seçim sunmuş ve kontrastın iyileştirilmesinde önemli bir öneme sahiptir. Parmak izi ekranının hassasiyeti ve seçiciliği.
Şekil 1 Eu3+Absorbsiyon Spektrogramı
1, Lüminesans prensibinadir toprak europiumkompleksler
Temel durum ve uyarılmış durum elektronik konfigürasyonlarıeuropiyumiyonların her ikisi de 4fn tipindedir. Çevresindeki s ve d yörüngelerinin mükemmel koruma etkisi nedeniyleeuropiyum4f yörüngelerindeki iyonlar, ff geçişlerieuropiyumiyonlar keskin doğrusal bantlar ve nispeten uzun floresans ömürleri sergiler. Bununla birlikte, ultraviyole ve görünür ışık bölgelerinde europium iyonlarının düşük fotolüminesans verimliliği nedeniyle, organik ligandlar ile kompleksler oluşturmak için kullanılır.europiyumultraviyole ve görünür ışık bölgelerinin emilim katsayısını iyileştirmek için iyonlar. tarafından yayılan floresanseuropiyumkompleksleri yalnızca yüksek floresans yoğunluğu ve yüksek floresans saflığı gibi benzersiz avantajlara sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda ultraviyole ve görünür ışık bölgelerinde organik bileşiklerin yüksek emme verimliliğinden yararlanılarak da geliştirilebilir. için gerekli uyarılma enerjisieuropiyumiyon fotolüminesansı yüksektir Düşük floresans veriminin eksikliği. İki ana lüminesans prensibi vardır.nadir toprak europiumkompleksler: bunlardan biri, ligandını gerektiren fotolüminesanstır.europiyumkompleksler; Diğer bir husus ise anten etkisinin hassasiyeti artırabilmesidir.europiyumiyon lüminesansı.
Dış ultraviyole veya görünür ışıkla uyarıldıktan sonra organik ligandnadir toprakS0 temel durumundan S1 uyarılmış singlet durumuna kadar karmaşık geçişler. Uyarılmış durum elektronları kararsızdır ve radyasyon yoluyla temel durum S0'a geri döner, ligandın floresans yayması için enerji açığa çıkarır veya ışınımsız yollarla aralıklı olarak üçlü uyarılmış durumuna T1 veya T2 atlar; Üçlü uyarılmış durumlar, ligand fosforesansını üretmek veya enerjiyi enerjiye aktarmak için radyasyon yoluyla enerji açığa çıkarır.metal europiumışınımsız molekül içi enerji aktarımı yoluyla iyonlar; Heyecanlandıktan sonra europium iyonları temel durumdan uyarılmış duruma geçer veeuropiyumUyarılmış durumdaki iyonlar düşük enerji seviyesine geçiş yapar, sonunda temel duruma geri döner, enerji açığa çıkarır ve floresans üretir. Bu nedenle, etkileşime girecek uygun organik ligandların tanıtılmasıylanadir toprakMoleküller içindeki ışınımsız enerji aktarımı yoluyla iyonları ve merkezi metal iyonlarını hassaslaştırarak, nadir toprak iyonlarının floresans etkisi büyük ölçüde artırılabilir ve harici uyarma enerjisi gereksinimi azaltılabilir. Bu olay ligandların anten etkisi olarak bilinir. Eu3+ komplekslerinde enerji transferinin enerji seviyesi diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir.
Üçlü uyarılmış durumdan Eu3+'ya enerji transferi sürecinde, ligand üçlü uyarılmış durumun enerji seviyesinin Eu3+ uyarılmış durumun enerji seviyesinden daha yüksek veya onunla tutarlı olması gerekir. Ancak ligandın üçlü enerji seviyesi Eu3+'nın en düşük uyarılmış durum enerjisinden çok daha büyük olduğunda, enerji transfer verimliliği de büyük ölçüde azalacaktır. Ligandın üçlü durumu ile Eu3+'nın en düşük uyarılmış durumu arasındaki fark küçük olduğunda, ligandın üçlü durumunun termal deaktivasyon oranının etkisinden dolayı floresans yoğunluğu zayıflayacaktır. β- Diketon kompleksleri güçlü UV absorbsiyon katsayısı, güçlü koordinasyon yeteneği, verimli enerji transferi gibi avantajlara sahiptir.nadir toprakHem katı hem de sıvı formda bulunabilmeleri onları en yaygın kullanılan ligandlardan biri haline getirmektedir.nadir toprakkompleksler.
Şekil 2 Eu3+ kompleksinde enerji transferinin enerji seviyesi diyagramı
2. Sentez YöntemiNadir Toprak EvropiyumKompleksler
2.1 Yüksek sıcaklıkta katı hal sentez yöntemi
Yüksek sıcaklıkta katı hal yöntemi, hazırlamak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.nadir toprakışıldayan malzemeler ve aynı zamanda endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklıkta katı hal sentez yöntemi, katı atomları veya iyonları yayarak veya taşıyarak yeni bileşikler üretmek için katı madde arayüzlerinin yüksek sıcaklık koşulları (800-1500 №) altında reaksiyonudur. Yüksek sıcaklıkta katı faz yöntemi hazırlamak için kullanılırnadir toprakkompleksler. Öncelikle reaktanlar belirli bir oranda karıştırılır ve düzgün bir karışım sağlamak için iyice öğütmek için bir harca uygun miktarda flux eklenir. Daha sonra öğütülmüş reaktanlar kalsinasyon için yüksek sıcaklıktaki bir fırına yerleştirilir. Kalsinasyon işlemi sırasında deneysel işlemin ihtiyaçlarına göre oksidasyon, indirgeme veya inert gazlar doldurulabilir. Yüksek sıcaklıkta kalsinasyondan sonra belirli bir kristal yapıya sahip bir matris oluşur ve buna aktivatör nadir toprak iyonları eklenir ve ışıldayan bir merkez oluşturulur. Kalsine edilmiş kompleksin, ürünü elde etmek için oda sıcaklığında soğutma, durulama, kurutma, yeniden öğütme, kalsinasyon ve eleme işlemlerine tabi tutulması gerekir. Genellikle birden fazla öğütme ve kalsinasyon işlemi gerekir. Çoklu öğütme reaksiyon hızını hızlandırabilir ve reaksiyonu daha eksiksiz hale getirebilir. Bunun nedeni, öğütme işleminin reaktanların temas alanını arttırması, reaktanlar içindeki iyonların ve moleküllerin difüzyonunu ve taşınma hızını büyük ölçüde arttırması ve böylece reaksiyon verimliliğini arttırmasıdır. Ancak farklı kalsinasyon süreleri ve sıcaklıkları, oluşan kristal matrisin yapısına etki edecektir.
Yüksek sıcaklıkta katı hal yöntemi, basit işlem işlemi, düşük maliyet ve kısa süreli tüketim avantajlarına sahiptir ve bu da onu olgun bir hazırlama teknolojisi haline getirir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıkta katı hal yönteminin ana dezavantajları şunlardır: birincisi, gerekli reaksiyon sıcaklığının çok yüksek olması, yüksek ekipman ve aletler gerektirmesi, yüksek enerji tüketmesi ve kristal morfolojisini kontrol etmenin zor olmasıdır. Ürün morfolojisi düzensizdir ve hatta kristal durumunun hasar görmesine neden olarak lüminesans performansını etkiler. İkinci olarak, yetersiz öğütme, reaktanların eşit şekilde karışmasını zorlaştırır ve kristal parçacıkları nispeten büyüktür. Manuel veya mekanik öğütme nedeniyle yabancı maddeler kaçınılmaz olarak karışarak lüminesansı etkiler ve bu da düşük ürün saflığına neden olur. Üçüncü sorun ise kaplamanın eşit olmayan bir şekilde uygulanması ve uygulama sürecinde yoğunluğun zayıf olmasıdır. Lai ve diğerleri. geleneksel yüksek sıcaklık katı hal yöntemini kullanarak Eu3+ ve Tb3+ ile katkılanmış bir dizi Sr5 (PO4) 3Cl tek fazlı polikromatik floresan tozu sentezledi. Yakın ultraviyole uyarma altında, floresan tozu, doping konsantrasyonuna göre fosforun lüminesans rengini mavi bölgeden yeşil bölgeye ayarlayabilir, beyaz ışık yayan diyotlarda düşük renksel geriverim indeksi ve yüksek ilgili renk sıcaklığı kusurlarını iyileştirebilir. . Borofosfat bazlı floresan tozların yüksek sıcaklıkta katı hal yöntemiyle sentezinde yüksek enerji tüketimi temel sorundur. Şu anda, giderek daha fazla bilim adamı, yüksek sıcaklıkta katı hal yönteminin yüksek enerji tüketimi sorununu çözmek için uygun matrisler geliştirmeye ve aramaya kendini adamıştır. 2015 yılında Hasegawa ve ark. Li2NaBP2O8 (LNBP) fazının düşük sıcaklıkta katı hal hazırlanmasını ilk kez triklinik sistemin P1 uzay grubunu kullanarak tamamladı. 2020'de Zhu ve ark. yeni bir Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) fosforu için düşük sıcaklıkta katı hal sentez rotası bildirerek, inorganik fosforlar için düşük enerji tüketimi ve düşük maliyetli sentez rotasını araştırdı.
2.2 Co çökeltme yöntemi
Birlikte çökeltme yöntemi aynı zamanda inorganik nadir toprak ışıldayan malzemelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir "yumuşak kimyasal" sentez yöntemidir. Birlikte çökeltme yöntemi, reaktana bir çökelticinin eklenmesini içerir; bu çökeltici, her bir reaktanttaki katyonlarla reaksiyona girerek bir çökelti oluşturur veya reaktantı belirli koşullar altında oksitler, hidroksitler, çözünmeyen tuzlar vb. oluşturmak üzere hidrolize eder. Hedef ürün, filtrasyon yoluyla elde edilir, yıkama, kurutma ve diğer işlemler. Birlikte çökeltme yönteminin avantajları basit kullanımı, kısa sürede tüketimi, düşük enerji tüketimi ve yüksek ürün saflığıdır. En belirgin avantajı, küçük parçacık boyutunun doğrudan nanokristaller üretebilmesidir. Birlikte çökeltme yönteminin dezavantajları şunlardır: birincisi, elde edilen ürün topaklaşması olgusu şiddetlidir ve bu durum, floresan malzemenin ışıldama performansını etkiler; İkincisi, ürünün şekli belirsizdir ve kontrol edilmesi zordur; Üçüncüsü, hammadde seçimi için belirli gereksinimler vardır ve her reaktan arasındaki çökelme koşulları mümkün olduğu kadar benzer veya aynı olmalıdır; bu, birden fazla sistem bileşeninin uygulanması için uygun değildir. K. Petcharoen ve ark. çökeltici olarak amonyum hidroksit ve kimyasal birlikte çökeltme yöntemi kullanarak küresel manyetit nanoparçacıklarını sentezledi. Asetik asit ve oleik asit, ilk kristalizasyon aşamasında kaplama maddeleri olarak dahil edildi ve manyetit nanopartiküllerinin boyutu, sıcaklık değiştirilerek 1-40 nm aralığında kontrol edildi. Sulu çözeltide iyi dağılmış manyetit nanoparçacıkları, birlikte çökeltme yönteminde parçacıkların topaklanma fenomenini geliştiren yüzey modifikasyonu yoluyla elde edildi. Kee ve ark. hidrotermal yöntem ve birlikte çöktürme yönteminin Eu-CSH'nin şekli, yapısı ve parçacık boyutu üzerindeki etkilerini karşılaştırdı. Hidrotermal yöntemin nanopartiküller ürettiğini, birlikte çöktürme yönteminin ise mikron altı prizmatik parçacıklar ürettiğini belirttiler. Birlikte çökeltme yöntemiyle karşılaştırıldığında, hidrotermal yöntem, Eu-CSH tozunun hazırlanmasında daha yüksek kristallik ve daha iyi fotolüminesans yoğunluğu sergiler. JK Han ve diğerleri. küresel nano veya mikron altı boyuttaki parçacıkların yakınında dar boyut dağılımına ve yüksek kuantum verimliliğine sahip (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosforlarını hazırlamak için sulu olmayan bir solvent N, N-dimetilformamid (DMF) kullanarak yeni bir birlikte çökeltme yöntemi geliştirdi. DMF, çökeltme işlemi sırasında polimerizasyon reaksiyonlarını azaltabilir ve reaksiyon hızını yavaşlatabilir, böylece parçacık toplaşmasının önlenmesine yardımcı olabilir.
2.3 Hidrotermal/çözücü termal sentez yöntemi
Hidrotermal yöntem, jeologların doğal mineralleşmeyi simüle ettiği 19. yüzyılın ortalarında başladı. 20. yüzyılın başlarında teori yavaş yavaş olgunlaştı ve şu anda en umut verici çözelti kimyası yöntemlerinden biri haline geldi. Hidrotermal yöntem, yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçlı kapalı bir ortamda kritik altı veya süper kritik duruma ulaşmak için ortam olarak (iyonları ve moleküler grupları taşımak ve basıncı aktarmak için) su buharı veya sulu çözeltinin kullanıldığı bir işlemdir (ilki, 100-240 °C sıcaklıkta, ikincisi 1000 °C'ye kadar bir sıcaklığa sahipken), hammaddelerin hidroliz reaksiyon hızını hızlandırır ve güçlü konveksiyon altında iyonlar ve moleküler gruplar düşük sıcaklığa yayılır. yeniden kristalleşme. Hidroliz işlemi sırasındaki sıcaklık, pH değeri, reaksiyon süresi, konsantrasyon ve öncül türü, reaksiyon hızını, kristal görünümünü, şeklini, yapısını ve büyüme hızını değişen derecelerde etkiler. Sıcaklıktaki bir artış yalnızca ham maddelerin çözünmesini hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda kristal oluşumunu teşvik etmek için moleküllerin etkili çarpışmasını da arttırır. PH kristallerindeki her bir kristal düzleminin farklı büyüme oranları, kristal fazını, boyutunu ve morfolojisini etkileyen ana faktörlerdir. Reaksiyon süresinin uzunluğu aynı zamanda kristal büyümesini de etkiler ve süre ne kadar uzun olursa kristal büyümesi için o kadar uygun olur.
Hidrotermal yöntemin avantajları temel olarak şu şekilde kendini gösterir: birincisi, yüksek kristal saflığı, yabancı madde kirliliğinin olmaması, dar parçacık boyutu dağılımı, yüksek verim ve çeşitli ürün morfolojisi; İkincisi ise işletme sürecinin basit olması, maliyetinin düşük olması ve enerji tüketiminin az olmasıdır. Reaksiyonların çoğu orta ila düşük sıcaklıktaki ortamlarda gerçekleştirilir ve reaksiyon koşullarının kontrolü kolaydır. Uygulama aralığı geniştir ve çeşitli malzeme türlerinin hazırlama gereksinimlerini karşılayabilir; Üçüncüsü, çevre kirliliği baskısı düşüktür ve operatörlerin sağlığına nispeten dosttur. Başlıca dezavantajları, reaksiyonun öncüsünün çevresel pH, sıcaklık ve zamandan kolayca etkilenmesi ve ürünün düşük oksijen içeriğine sahip olmasıdır.
Solvotermal yöntem, reaksiyon ortamı olarak organik çözücüleri kullanır ve hidrotermal yöntemlerin uygulanabilirliğini daha da genişletir. Organik çözücüler ve su arasındaki fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki önemli farklılıklar nedeniyle reaksiyon mekanizması daha karmaşıktır ve ürünün görünümü, yapısı ve boyutu daha çeşitlidir. Nallappan ve ark. kristal yönlendirici ajan olarak sodyum dialkil sülfat kullanarak hidrotermal yöntemin reaksiyon süresini kontrol ederek tabakadan nanoçubuğa farklı morfolojilere sahip MoOx kristallerini sentezledi. Dianwen Hu ve ark. sentez koşullarını optimize ederek solvotermal yöntemi kullanarak polioksimolibden kobalt (CoPMA) ve UiO-67 bazlı veya bipiridil grupları (UiO-bpy) içeren kompozit malzemeler sentezledi.
2.4 Sol jel yöntemi
Sol jel yöntemi, metal nanomalzemelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan inorganik fonksiyonel malzemelerin hazırlanmasına yönelik geleneksel bir kimyasal yöntemdir. 1846 yılında Elbelmen bu yöntemi SiO2 hazırlamak için ilk kez kullanmış ancak kullanımı henüz olgunlaşmamıştır. Hazırlama yöntemi esas olarak solventin jel oluşturmak üzere uçucu hale gelmesini sağlamak için ilk reaksiyon çözeltisine nadir toprak iyon aktivatörü eklemektir ve hazırlanan jel, sıcaklık işleminden sonra hedef ürünü alır. Sol jel yöntemiyle üretilen fosfor iyi bir morfolojiye ve yapısal özelliklere sahiptir ve ürün küçük, tekdüze parçacık boyutuna sahiptir, ancak parlaklığının iyileştirilmesi gerekmektedir. Sol-jel yönteminin hazırlama süreci basit ve kullanımı kolaydır, reaksiyon sıcaklığı düşüktür ve güvenlik performansı yüksektir, ancak süre uzundur ve her işlemin miktarı sınırlıdır. Gaponenko ve ark. iyi geçirgenliğe ve kırılma indisine sahip, santrifüj ve ısıl işlem sol-jel yöntemiyle amorf BaTiO3/SiO2 çok katmanlı yapıyı hazırladı ve sol konsantrasyonunun artmasıyla BaTiO3 filminin kırılma indeksinin artacağına dikkat çekti. 2007 yılında, Liu L'nin araştırma grubu silika bazlı nanokompozitlerdeki yüksek derecede floresan ve ışığa dayanıklı Eu3+metal iyonu/hassaslaştırıcı kompleksini başarıyla yakaladı ve sol jel yöntemini kullanarak kuru jel katkılı hale getirdi. Nadir toprak duyarlılaştırıcıların ve silika nano gözenekli şablonların farklı türevlerinin çeşitli kombinasyonlarında, tetraetoksisilan (TEOS) şablonunda 1,10-fenantrolin (OP) duyarlılaştırıcının kullanımı, Eu3+'nın spektral özelliklerini test etmek için en iyi floresans katkılı kuru jeli sağlar.
2.5 Mikrodalga sentez yöntemi
Mikrodalga sentez yöntemi, malzeme sentezinde, özellikle nanomateryal sentezi alanında yaygın olarak kullanılan ve iyi bir gelişme ivmesi gösteren, yüksek sıcaklıktaki katı hal yöntemine kıyasla yeni, yeşil ve kirlilik içermeyen bir kimyasal sentez yöntemidir. Mikrodalga, dalga boyu 1nn ile 1m arasında olan bir elektromanyetik dalgadır. Mikrodalga yöntemi, başlangıç malzemesi içindeki mikroskobik parçacıkların, dış elektromanyetik alan kuvvetinin etkisi altında polarizasyona uğraması işlemidir. Mikrodalga elektrik alanının yönü değiştikçe dipollerin hareket ve diziliş yönleri de sürekli olarak değişmektedir. Dipollerin histerezis tepkisi ve atomlar ve moleküller arasında çarpışma, sürtünme ve dielektrik kaybına gerek kalmadan kendi termal enerjilerinin dönüştürülmesi, ısıtma etkisini sağlar. Mikrodalga ısıtmanın tüm reaksiyon sistemini eşit bir şekilde ısıtabilmesi ve enerjiyi hızlı bir şekilde iletebilmesi nedeniyle, geleneksel hazırlama yöntemleriyle karşılaştırıldığında organik reaksiyonların ilerlemesini teşvik etmesi nedeniyle, mikrodalga sentez yönteminin hızlı reaksiyon hızı, yeşil güvenlik, küçük ve tekdüzelik avantajları vardır. malzeme parçacık boyutu ve yüksek faz saflığı. Ancak çoğu raporda şu anda reaksiyona dolaylı olarak ısı sağlamak için karbon tozu, Fe3O4 ve MnO2 gibi mikrodalga emiciler kullanılıyor. Mikrodalgalar tarafından kolayca emilen ve reaktanları bizzat aktive edebilen maddelerin daha fazla araştırılması gerekmektedir. Liu ve diğerleri. gözenekli morfolojiye ve iyi özelliklere sahip saf spinel LiMn2O4'ü sentezlemek için birlikte çökeltme yöntemini mikrodalga yöntemiyle birleştirdi.
2.6 Yakma yöntemi
Yakma yöntemi, çözeltinin kuruyana kadar buharlaştırılmasından sonra hedef ürünü oluşturmak için organik maddenin yakılmasını kullanan geleneksel ısıtma yöntemlerine dayanmaktadır. Organik maddenin yanması sonucu oluşan gaz, topaklanma oluşumunu etkili bir şekilde yavaşlatabilir. Katı hal ısıtma yöntemiyle karşılaştırıldığında enerji tüketimini azaltır ve düşük reaksiyon sıcaklığı gereksinimi olan ürünler için uygundur. Ancak reaksiyon prosesi organik bileşiklerin eklenmesini gerektirir ve bu da maliyeti artırır. Bu yöntemin işleme kapasitesi küçüktür ve endüstriyel üretime uygun değildir. Yanma yöntemiyle üretilen ürün küçük ve düzgün bir parçacık boyutuna sahiptir, ancak kısa reaksiyon süreci nedeniyle kristallerin lüminesans performansını etkileyen eksik kristaller bulunabilir. Anning ve ark. başlangıç malzemesi olarak La2O3, B2O3 ve Mg'yi kullanmış ve kısa sürede partiler halinde LaB6 tozu üretmek için tuz destekli yanma sentezini kullanmıştır.
3. Uygulamanadir toprak europiumParmak izi gelişimindeki kompleksler
Toz görüntüleme yöntemi en klasik ve geleneksel parmak izi görüntüleme yöntemlerinden biridir. Şu anda parmak izi gösteren tozlar üç kategoriye ayrılabilir: ince demir tozu ve karbon tozundan oluşan manyetik tozlar gibi geleneksel tozlar; Altın tozu gibi metal tozları,gümüş tozuve ağ yapılı diğer metal tozları; Floresan tozu. Bununla birlikte, geleneksel tozlar, karmaşık arka plan nesneleri üzerinde parmak izlerini veya eski parmak izlerini göstermede genellikle büyük zorluklara sahiptir ve kullanıcıların sağlığı üzerinde belirli bir toksik etkiye sahiptir. Son yıllarda, kriminal bilim ve teknoloji personeli, parmak izi gösterimi için nano floresan malzemelerin uygulanmasını giderek daha fazla tercih etmektedir. Eu3+'nın benzersiz lüminesans özellikleri ve yaygın uygulaması nedeniylenadir toprakmaddeler,nadir toprak europiumkompleksler yalnızca adli bilim alanında bir araştırma merkezi haline gelmekle kalmadı, aynı zamanda parmak izi gösterimi için daha geniş araştırma fikirleri de sağladı. Bununla birlikte, sıvı veya katı maddelerdeki Eu3+'nın ışık emme performansı zayıftır ve ışığı hassaslaştırmak ve yaymak için ligandlarla birleştirilmesi gerekir; böylece Eu3+'nin daha güçlü ve daha kalıcı floresans özellikleri sergilemesi sağlanır. Şu anda yaygın olarak kullanılan ligandlar esas olarak β-Diketonları, karboksilik asitleri ve karboksilat tuzlarını, organik polimerleri, supramoleküler makrosiklleri vb. içerir.nadir toprak europiumkompleksleri, nemli ortamlarda H2O moleküllerinin koordinasyonunun titreşiminin olduğu bulunmuştur.europiyumkompleksler lüminesansın sönmesine neden olabilir. Bu nedenle, parmak izi gösteriminde daha iyi seçicilik ve güçlü kontrast elde etmek için, parmak izi ekranının termal ve mekanik stabilitesinin nasıl iyileştirilebileceği konusunda çalışmalar yapılması gerekmektedir.europiyumkompleksler.
2007 yılında Liu L'nin araştırma grubu tanıtmanın öncüsü oldu.europiyumYurt içi ve yurt dışında ilk kez parmak izi görüntüleme alanına giren kompleksler. Sol jel yöntemiyle yakalanan yüksek derecede floresan ve ışığa dayanıklı Eu3+metal iyonu/hassaslaştırıcı kompleksleri, altın folyo, cam, plastik, renkli kağıt ve yeşil yapraklar dahil olmak üzere adli tıpla ilgili çeşitli malzemeler üzerinde potansiyel parmak izi tespiti için kullanılabilir. Keşif araştırması, bu yeni Eu3+/OP/TEOS nanokompozitlerinin hazırlama sürecini, UV/Vis spektrumlarını, floresans özelliklerini ve parmak izi etiketleme sonuçlarını ortaya koydu.
2014 yılında Seung Jin Ryu ve ark. ilk olarak heksahidrat ile bir Eu3+ kompleksi ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) oluşturduöropiyum klorür(EuCl3 · 6H2O) ve 1-10 fenantrolin (Phen). Katmanlar arası sodyum iyonları arasındaki iyon değişim reaksiyonu yoluyla veeuropiyumkompleks iyonlar, ara katkılı nano hibrit bileşikler (Eu (Phen) 2) 3+- sentezlenmiş lityum sabun taşı ve Eu (Phen) 2) 3+- doğal montmorillonit) elde edildi. 312 nm dalga boyunda bir UV lambasının uyarılması altında, iki kompleks yalnızca karakteristik fotolüminesans olgusunu korumakla kalmaz, aynı zamanda saf Eu3+ komplekslerine kıyasla daha yüksek termal, kimyasal ve mekanik stabiliteye sahiptir. Bununla birlikte, söndürülmüş safsızlık iyonlarının yokluğu nedeniyle Lityum sabuntaşının ana gövdesindeki demir gibi, [Eu (Phen) 2] 3+- lityum sabuntaşı, [Eu (Phen) 2]'den daha iyi bir lüminesans yoğunluğuna sahiptir. 3+- montmorillonit ve parmak izi daha net çizgiler ve arka planla daha güçlü kontrast gösterir. 2016 yılında V Sharma ve ark. yanma yöntemi kullanılarak stronsiyum alüminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano floresan tozu sentezlendi. Toz, sıradan renkli kağıt, ambalaj kağıdı, alüminyum folyo ve optik diskler gibi geçirgen ve geçirgen olmayan nesneler üzerinde yeni ve eski parmak izlerinin görüntülenmesi için uygundur. Sadece yüksek hassasiyet ve seçicilik sergilemekle kalmaz, aynı zamanda güçlü ve uzun süreli parlaklık özelliklerine de sahiptir. 2018'de Wang ve ark. katkılı CaS nanopartikülleri (ESM-CaS-NP) hazırlandıeuropiyum, samaryumve ortalama çapı 30 nm olan manganez. Nanopartiküller amfifilik ligandlarla kapsüllendi, böylece floresans verimlerini kaybetmeden suda eşit şekilde dağılmaları sağlandı; ESM-CaS-NP yüzeyinin 1-dodesiltiol ve 11-merkaptoundekanoik asit (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP'leri ile birlikte modifikasyonu, nano floresanda parçacık hidrolizinin neden olduğu suda floresans söndürme ve parçacık toplanması sorununu başarıyla çözdü toz. Bu floresan toz yalnızca alüminyum folyo, plastik, cam ve seramik karolar gibi nesneler üzerinde yüksek hassasiyetle potansiyel parmak izleri sergilemekle kalmaz, aynı zamanda geniş bir uyarma ışık kaynağı yelpazesine sahiptir ve parmak izlerini görüntülemek için pahalı görüntü çıkarma ekipmanı gerektirmez. Aynı yıl Wang'ın araştırma grubu bir dizi üçlü sentezi sentezledi.europiyumçökeltme yöntemi kullanılarak birinci ligand olarak orto, meta ve p-metilbenzoik asit ve ikinci ligand olarak orto fenantrolin kullanılarak kompleksler [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] kullanıldı. 245nm ultraviyole ışık ışınlaması altında, plastikler ve ticari markalar gibi nesneler üzerindeki potansiyel parmak izleri açıkça görüntülenebiliyor. 2019'da Sung Jun Park ve ark. YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosforlarını solvotermal yöntemle sentezledi, potansiyel parmak izi tespitini etkili bir şekilde iyileştirdi ve arka plan deseni girişimini azalttı. 2020'de Prabakaran ve ark. öncü olarak EuCl3 · 6H20'yi kullanarak floresan bir Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dekstroz kompoziti geliştirdi. Na [Eu (5,5'-DMBP) (phen) 3] Cl3, sıcak solvent yöntemiyle Phen ve 5,5′ – DMBP kullanılarak sentezlendi ve ardından Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Adsorpsiyon yöntemiyle Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3'ü oluşturmak için öncü olarak Cl3 ve D-Dekstroz kullanıldı. 3/D-Dekstroz kompleksi. Deneyler yoluyla kompozit, daha yüksek kontrast ve daha istikrarlı floresans performansıyla, 365 nm güneş ışığı veya ultraviyole ışığın uyarılması altında plastik şişe kapakları, gözlükler ve Güney Afrika para birimi gibi nesneler üzerindeki parmak izlerini açıkça görüntüleyebiliyor. 2021'de Dan Zhang ve ark. mükemmel floresans termal stabilitesine (<50 ℉) sahip olan ve parmak izi ekranı için kullanılabilen, altı bağlanma bölgesine sahip yeni bir hekzanükleer Eu3 + kompleksi Eu6 (PPA) 18CTP-TPY'yi başarıyla tasarladı ve sentezledi. Ancak uygun konuk türünün belirlenmesi için daha fazla deney yapılması gerekmektedir. 2022'de L Brini ve ark. ahşap ve geçirimsiz nesneler üzerindeki potansiyel parmak izlerini ortaya çıkarabilen birlikte çökeltme yöntemi ve ileri öğütme işlemi yoluyla Eu: Y2Sn2O7 floresan tozunu başarıyla sentezledi. Aynı yıl Wang'ın araştırma grubu, solvent termal sentez yöntemini kullanarak NaYF4: Yb'yi sentezledi: Er@YVO4 Eu çekirdeği 254nm ultraviyole uyarımı altında kırmızı floresans ve 980nm altında parlak yeşil floresans üretebilen kabuk tipi nanofloresan malzeme Yakın kızılötesi uyarma, konuk üzerindeki potansiyel parmak izlerinin çift modlu gösterimini sağlar. Seramik fayanslar, plastik levhalar, alüminyum alaşımlar, RMB ve renkli antetli kağıtlar gibi nesneler üzerindeki potansiyel parmak izi ekranı, yüksek hassasiyet, seçicilik, kontrast ve arka plan parazitlerine karşı güçlü bir direnç sergiler.
4 Görünüm
Son yıllarda bu konuda yapılan araştırmalarnadir toprak europiumkompleksler, yüksek lüminesans yoğunluğu, yüksek renk saflığı, uzun floresans ömrü, büyük enerji absorpsiyon ve emisyon boşlukları ve dar absorpsiyon tepe noktaları gibi mükemmel optik ve manyetik özellikleri sayesinde büyük ilgi görmüştür. Nadir toprak malzemeleri üzerine yapılan araştırmaların derinleşmesiyle birlikte, bunların aydınlatma ve teşhir, biyobilim, tarım, askeri, elektronik bilgi endüstrisi, optik bilgi iletimi, floresans sahteciliğe karşı koruma, floresans tespiti vb. gibi çeşitli alanlardaki uygulamaları giderek yaygınlaşmaktadır. Optik özelliklerieuropiyumkompleksler mükemmeldir ve uygulama alanları giderek genişlemektedir. Ancak termal kararlılık, mekanik özellikler ve işlenebilirlik eksikliği, pratik uygulamalarını sınırlayacaktır. Mevcut araştırma perspektifinden bakıldığında, optik özelliklerin uygulama araştırmasıeuropiyumAdli bilim alanındaki kompleksler esas olarak optik özelliklerin iyileştirilmesine odaklanmalıdır.europiyumKomplekslerin stabilitesini ve lüminesans verimliliğini koruyarak, nemli ortamlarda toplanmaya eğilimli olan floresan parçacıklarının sorunlarını çözer.europiyumsulu çözeltilerdeki kompleksler. Günümüzde toplumun ve bilim ve teknolojinin ilerlemesi, yeni malzemelerin hazırlanmasına yönelik daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmıştır. Uygulama ihtiyaçlarını karşılarken aynı zamanda çeşitlendirilmiş tasarım ve düşük maliyet özelliklerine de uygun olmalıdır. Bu nedenle konuyla ilgili daha fazla araştırmaeuropiyumkompleksleri, Çin'in zengin nadir toprak kaynaklarının geliştirilmesi ve suç bilimi ve teknolojisinin gelişmesi açısından büyük önem taşıyor.
Gönderim zamanı: Kasım-01-2023