סינתזה של ננו-חלקיקים זוהרים מתמידים עבור תצוגות לצריבה חוזרת ויישומי תאורה

Summary

פרוטוקול מוצג לסינתזה של ננו-חומרים זוהרים מתמידים (PLNPs) ויישומם הפוטנציאלי בתצוגות לצריבה חוזרת ובעיבוד אמנותי תוך ניצול אפקט הזוהר שלאחר מכן תחת קרינת אור אולטרה סגול (365 ננומטר).

Abstract

לננו-חלקיקים זוהרים מתמידים (PLNPs) יש את היכולות לשמור על אריכות ימים ארוכה ופליטה חזקה גם לאחר הפסקת העירור. PLNPs נמצאים בשימוש נרחב בתחומים שונים, כולל תצוגות מידע, הצפנת נתונים, הדמיה ביולוגית וקישוט אמנותי עם בהירות מתמשכת וחיה, המספקים אפשרויות אינסופיות למגוון טכנולוגיות חדשניות ופרויקטים אמנותיים. פרוטוקול זה מתמקד בהליך ניסיוני לסינתזה הידרותרמית של PLNPs. הסינתזה המוצלחת של ננו-חומרים זוהרים מתמשכים עם Mn²⁺ או Cr³⁺ המשמשים כמרכז זוהר ב-Zn₂GeO₄: Mn (ZGO: Mn) או ZnGa₂O₄: Cr מדגישה את האוניברסליות של שיטה סינתטית זו. מצד שני, התכונות האופטיות של ZGO: Mn ניתן לשנות על ידי התאמת ה- pH של פתרונות מבשר, המדגים את הכוונון של הפרוטוקול. כאשר הם נטענים באולטרה סגול (UV) באורך גל של 365 ננומטר למשך 3 דקות ולאחר מכן נעצרים, PLNPs מפגינים את היכולת יוצאת הדופן ליצור זוהר לאחר מכן ביעילות ובעקביות, מה שהופך אותם לאידיאליים ליצירת תצוגות דו-ממדיות הניתנות לצריבה חוזרת ויצירות אמנות תלת-ממדיות שקופות וזוהרות. פרוטוקול זה המתואר במאמר זה מספק שיטה ישימה לסינתזה של ננו-חלקיקים זוהרים מתמשכים ליישומי הארה והדמיה נוספים, ופותח אפשרויות חדשות לתחומי המדע והאמנות.

Introduction

הארה מתמשכת (PL) היא תהליך אופטי ייחודי שיכול לאגור אנרגיה מאור אולטרה סגול, אור נראה, קרני רנטגן או מקורות עירור אחרים ולאחר מכן לשחרר אותה בצורה של פליטת פוטונים למשך שניות, דקות, שעות או אפילו במשך ימים¹. גילוי תופעת הזוהר המתמשך מקורו בשושלת סונג בסין העתיקה לפני 1000 שנה, כאשר צייר גילה במקרה ציור שזהר בחושך. מאוחר יותר נמצא כי חלק מחומרי הגלם והמינרלים הטבעיים יכולים לספוג את אור השמש ואז לזהור בחושך ואף להפוך אותם לפנינים זוהרות מרתקות². עם זאת, התיעוד ההולם הראשון של זרחן מתמשך היה צריך להיות קשור לגילוי של פליטת PL מאבן בולוניה בתחילת המאה ה^-17, אשר נתן זוהר צהוב עד כתום בחושך ^1,2,3,4

Protocol

1. סינתזה של Zn₂GeO₄: Mn PLNPs

1. הכן 2 M/L תמיסת נתרן הידרוקסיד על ידי המסת 10 mM נתרן הידרוקסידי ב 5 מ"ל של מים deionized.
2. הכינו תמיסת נתרן גרמני 0.4 מ"ל על ידי הוספת 2 מ"מ תחמוצת גרמניום ל-5 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסידי, ולאחר מכן ערבבו בטמפרטורת החדר במשך כ-30 דקות.
3. הוס?.......

Discussion

מאמר זה מציג שיטת סינתזה עבור ננו-חומרים זוהרים מתמידים ופילמור עבור יישומי עיבוד צבע. החומרים הראו תכונות אופטיות יציבות ביותר וזוהר אחורי נראה לעין לאחר הפסקת עירור האור האולטרה סגול. ננו-חומר זוהר מתמשך (Zn₂GeO₄: Mn) הוכן בשיטה הידרותרמית עם pH שונה (איור 1A). תמונת T.......

Materials

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