Synthese von persistenten lumineszierenden Nanopartikeln für wiederbeschreibbare Displays und Beleuchtungsanwendungen

Zusammenfassung

Es wird ein Protokoll für die Synthese von persistenten lumineszierenden Nanomaterialien (PLNPs) und ihre potenziellen Anwendungen in wiederbeschreibbaren Displays und künstlerischer Verarbeitung unter Ausnutzung des Nachleuchteffekts unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (365 nm) vorgestellt.

Zusammenfassung

Persistente lumineszierende Nanopartikel (PLNPs) besitzen die Fähigkeit, auch nach Beendigung der Anregung eine längere Lebensdauer und eine robuste Emission aufrechtzuerhalten. PLNPs sind in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, darunter Informationsdisplays, Datenverschlüsselung, biologische Bildgebung und künstlerische Dekoration mit anhaltender und lebendiger Leuchtkraft und bieten grenzenlose Möglichkeiten für eine Vielzahl innovativer Technologien und künstlerischer Projekte. Dieses Protokoll konzentriert sich auf ein experimentelles Verfahren zur hydrothermalen Synthese von PLNPs. Die erfolgreiche Synthese von dauerhaft lumineszierenden Nanomaterialien, wobei Mn²⁺ oder Cr³⁺ als Leuchtzentrum in Zn₂GeO₄: Mn (ZGO: Mn) oder ZnGa₂O₄: Cr dient, unterstreicht die Universalität dieses Syntheseverfahrens. Auf der anderen Seite können die optischen Eigenschaften von ZGO: Mn durch Einstellen des pH-Werts von Vorläuferlösungen verändert werden, was die Abstimmbarkeit des Protokolls demonstriert. Wenn PLNPs 3 Minuten lang mit Ultraviolett (UV) bei einer Wellenlänge von 365 nm aufgeladen und dann gestoppt werden, weisen sie die bemerkenswerte Fähigkeit auf, effizient und gleichmäßig Nachleuchten zu erzeugen, was sie ideal für die Herstellung von zweidimensionalen, wiederbeschreibbaren Displays und dreidimensionalen transparenten, leuchtenden Kunstwerken macht. Dieses Protokoll, das in diesem Artikel skizziert wird, bietet eine praktikable Methode für die Synthese von persistenten lumineszierenden Nanopartikeln für weitere Beleuchtungs- und Bildgebungsanwendungen und eröffnet neue Perspektiven für die Bereiche Wissenschaft und Kunst.

Einleitung

Persistente Lumineszenz (PL) ist ein einzigartiger optischer Prozess, der Energie aus ultraviolettem Licht, sichtbarem Licht, Röntgenstrahlen oder anderen Anregungsquellen speichern und dann in Form von Photonenemission für Sekunden, Minuten, Stunden oder sogar für Tage abgeben^{kann 1}. Die Entdeckung des kontinuierlichen Leuchtphänomens stammt aus der Song-Dynastie im alten China vor 1000 Jahren, als ein Maler zufällig ein Gemälde entdeckte, das im Dunkeln leuchtete. Später stellte sich heraus, dass einige natürliche Rohstoffe und Mineralien Sonnenlicht absorbieren und dann im Dunkeln leuchten und sogar zu faszinierenden Leuchtperlen verarbeitet....

Protokoll

1. Synthese von Zn_{2GeO 4}: Mio PLNPs

1. Bereiten Sie 2 m/l Natriumhydroxidlösung vor, indem Sie 10 mM Natriumhydroxid in 5 mL entionisiertem Wasser auflösen.
2. Bereiten Sie 0,4 m/l Natriumgermanatlösung vor, indem Sie 2 mM Germaniumoxid in 5 mL Natriumhydroxidlösung geben und dann etwa 30 Minuten lang bei Raumtemperatur rühren.
3. Geben Sie 4 mM Zinkchlorid, 0,01 mM Mangannitrat und 600 μl Salpetersäure (65 %-68 Gew.-%) in ein 100 mL kleines Becherglas mit 22 mL deionisiertem Wasser.
   ACHTUNG: Die Zugabe von Salpetersäure sollte streng in einem Abzug erfolgen und darauf achten, dass sich ke....

Diskussion

In diesem Artikel wird eine Synthesemethode für persistente lumineszierende Nanomaterialien und die Polymerisation für Farbwiedergabeanwendungen vorgestellt. Die Materialien zeigten extrem stabile optische Eigenschaften und ein sichtbares Nachleuchten nach Beendigung der Anregung durch ultraviolettes Licht. Ein persistentes lumineszierendes Nanomaterial (Zn₂GeO₄: Mn) wurde mit einem hydrothermalen Verfahren mit unterschiedlichem pH-Wert hergestellt (Abbildung 1A). Das.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
azobisisobutyronitrile (99%)	Macklin	A800354	Further purification required
methyl methacrylate(99%)	Sigma-Aldrich	M55909	Further purification required
deionized water	Merck	ZEQ7016T0C	Milli-Q Direct Water Purification System
alkaline aluminum oxide (100-200 mesh)	Macklin	A800033
ammonium hydroxide  (25%-28%, wt)	Macklin	A801005
beaker	Synthware	B220100
chromium(III) nitrate nonahydrate (99.95%)	Aladdin	C116448
centrifuge	ThermoFisher Scientific	75004250
column	Synthware	C184464CR
digital camera	Canon	EOS M50 Mark II
electric thermostaticdrying oven	Longyue	LDO-9036A
ethanol (99.7%)	Greagent	1158566
gallium nitrate hydrate(99.9%)	Aladdin	G109501
germanium oxide (99.99%)	Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd	51009860
glass rod	Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd	91229401
powder X-Ray Diffractometer	D2 PHASER DESKTOP XRD	BRUKER
manganese nitrate (98%)	Macklin	M828399
methanol (99.5%)	Greagent	1226426
nitric acid (65.0-68.0%, wt)	Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd	10014508
pH meter	Shanghai Leici Sensor Technology Co., Ltd	PHS-3C
polyethylene glycol (300, Mw)	Adamas	01050882(41713A)
sealing film	Parafilm	2025722
sodium hydroxide (GR)	Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd	10019764
spectrometer	Horiba	Fluorolog-3
transmission electron microscope	JEOL	JEM-1400 Plus
transmission electron microscope	JEOL	2100 Plus
triangular funnel	Synthware	F181975
ultrasound machine	centrifuge	JP-040S
zinc chloride (98%)	Greagent	01113266/G81783A