Síntesis de nanopartículas luminiscentes persistentes para pantallas regrabables y aplicaciones de iluminación

Resumen

Se presenta un protocolo para la síntesis de nanomateriales luminiscentes persistentes (PLNP) y sus posibles aplicaciones en pantallas regrabables y procesamiento artístico utilizando el efecto de resplandor posterior bajo irradiación de luz ultravioleta (365 nm).

Resumen

Las nanopartículas luminiscentes persistentes (PLNP) poseen la capacidad de mantener una longevidad prolongada y una emisión robusta incluso después de que haya cesado la excitación. Los PLNP se han utilizado ampliamente en varios dominios, incluidas las pantallas de información, el cifrado de datos, las imágenes biológicas y la decoración artística con luminosidad sostenida y vívida, lo que brinda posibilidades ilimitadas para una variedad de proyectos artísticos y tecnológicos innovadores. Este protocolo se centra en un procedimiento experimental para la síntesis hidrotermal de PLNPs. La síntesis exitosa de nanomateriales luminiscentes duraderos con Mn²⁺ o Cr³⁺ que sirven como centro luminiscente en Zn₂GeO₄: Mn (ZGO: Mn) o ZnGa₂O₄: Cr destaca la universalidad de este método sintético. Por otro lado, las propiedades ópticas de ZGO: Mn se pueden cambiar ajustando el pH de las soluciones precursoras, lo que demuestra la capacidad de ajuste del protocolo. Cuando se cargan con ultravioleta (UV) a una longitud de onda de 365 nm durante 3 minutos y luego se detienen, los PLNP exhiben la notable capacidad de generar resplandor de manera eficiente y consistente, lo que los hace ideales para hacer pantallas bidimensionales regrabables y obras de arte tridimensionales transparentes y luminosas. Este protocolo descrito en este documento proporciona un método factible para la síntesis de nanopartículas luminiscentes persistentes para aplicaciones posteriores de iluminación e imagen, lo que abre nuevas perspectivas para los campos de la ciencia y el arte.

Introducción

La luminiscencia persistente (PL) es un proceso óptico único que puede almacenar energía de la luz ultravioleta, la luz visible, los rayos X u otras fuentes de excitación y luego liberarla en forma de emisión de fotones durante segundos, minutos, horas o incluso^{durante días.} El descubrimiento del fenómeno luminoso continuo se originó en la dinastía Song en la antigua China hace 1000 años, cuando un pintor descubrió accidentalmente una pintura que brillaba en la oscuridad. Más tarde se descubrió que algunas materias primas y minerales naturales podían absorber la luz solar y luego brillar en la oscuridad e incluso se pueden convertir en fascinan....

Protocolo

1. Síntesis de Zn₂GeO₄: Mn PLNPs

1. Prepare una solución de hidróxido de sodio de 2 M/L disolviendo 10 mM de hidróxido de sodio en 5 mL de agua desionizada.
2. Prepare una solución de germanato de sodio de 0,4 M/L añadiendo 2 mM de óxido de germanio en 5 mL de solución de hidróxido de sodio, y luego revuelva a temperatura ambiente durante unos 30 min.
3. Añadir 4 mM de cloruro de zinc, 0,01 mM de nitrato de manganeso y 600 μL de ácido nítrico (65%-68% en peso) a un vaso pequeño de 100 mL que contenga 22 mL de agua desionizada.
   PRECAUCIÓN: La adición de ácido nítrico debe realizarse estrict....

Discusión

Este artículo presenta un método de síntesis para nanomateriales luminiscentes persistentes y polimerización para aplicaciones de reproducción cromática. Los materiales mostraron propiedades ópticas extremadamente estables y un resplandor visible después de cesar la excitación de la luz ultravioleta. Se preparó un nanomaterial luminiscente persistente (Zn₂GeO₄: Mn) utilizando un método hidrotermal con diferente pH (Figura 1A). La imagen TEM mostró que los PL.......

Materiales

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