Wzory brodawkowe na ludzkich palcach pozostają w zasadzie niezmienione w swojej strukturze topologicznej od urodzenia, wykazując różne cechy w zależności od osoby, podobnie jak wzory brodawkowe na każdym palcu tej samej osoby są również różne. Wzór brodawek na palcach jest prążkowany i rozmieszczony z wieloma porami potowymi. Organizm ludzki w sposób ciągły wydziela substancje na bazie wody, takie jak pot, i substancje oleiste, takie jak olej. Substancje te przenoszą się i osadzają na przedmiocie, gdy wejdą w kontakt, tworząc odciski na przedmiocie. To właśnie ze względu na wyjątkowe cechy odcisków dłoni, takie jak ich indywidualna specyfika, stabilność przez całe życie i odblaskowy charakter śladów dotykowych, odciski palców stały się uznanym symbolem dochodzeń karnych i rozpoznawania tożsamości osobistej od czasu pierwszego użycia odcisków palców do identyfikacji osobistej pod koniec XIX wieku.
Na miejscu zbrodni, z wyjątkiem trójwymiarowych i płaskich odcisków palców, wskaźnik występowania potencjalnych odcisków palców jest najwyższy. Potencjalne odciski palców zazwyczaj wymagają przetwarzania wizualnego w drodze reakcji fizycznych lub chemicznych. Typowe potencjalne metody opracowywania odcisków palców obejmują głównie wywoływanie optyczne, wywoływanie proszku i opracowywanie chemiczne. Wśród nich jednostki oddolne preferują rozwój proszków ze względu na prostą obsługę i niski koszt. Jednak ograniczenia tradycyjnego wyświetlania odcisków palców na bazie proszku nie odpowiadają już potrzebom techników kryminalistycznych, takie jak złożone i różnorodne kolory i materiały obiektu na miejscu zbrodni oraz słaby kontrast między odciskiem palca a kolorem tła; Rozmiar, kształt, lepkość, stosunek składu i działanie cząstek proszku wpływają na wrażliwość wyglądu proszku; Selektywność tradycyjnych proszków jest słaba, zwłaszcza zwiększona adsorpcja mokrych obiektów na proszku, co znacznie zmniejsza selektywność wywoływania tradycyjnych proszków. W ostatnich latach personel kryminalistyczny i techniczny nieustannie prowadzi badania nad nowymi materiałami i metodami syntezy, m.inziemia rzadkaMateriały luminescencyjne przyciągnęły uwagę personelu kryminalistycznego i technologicznego ze względu na ich unikalne właściwości luminescencyjne, wysoki kontrast, wysoką czułość, wysoką selektywność i niską toksyczność w stosowaniu wyświetlaczy odcisków palców. Stopniowo wypełniane orbitale 4f pierwiastków ziem rzadkich zapewniają im bardzo bogate poziomy energii, a orbitale elektronowe warstw 5s i 5P pierwiastków ziem rzadkich są całkowicie wypełnione. Elektrony warstwy 4f są ekranowane, co zapewnia elektronom warstwy 4f unikalny tryb ruchu. Dlatego pierwiastki ziem rzadkich wykazują doskonałą fotostabilność i stabilność chemiczną bez fotowybielania, co pokonuje ograniczenia powszechnie stosowanych barwników organicznych. Ponadto,ziemia rzadkaelementy mają również lepsze właściwości elektryczne i magnetyczne w porównaniu do innych elementów. Unikalne właściwości optyczneziemia rzadkajony, takie jak długi czas życia fluorescencji, wiele wąskich pasm absorpcji i emisji oraz duże przerwy w absorpcji i emisji energii, przyciągnęły powszechną uwagę w powiązanych badaniach nad wyświetlaniem odcisków palców.
Wśród licznychziemia rzadkaelementy,europjest najczęściej stosowanym materiałem luminescencyjnym. Demarcay, odkrywcaeuropw 1900 roku po raz pierwszy opisał ostre linie w widmie absorpcji Eu3+ w roztworze. W 1909 Urban opisał katodoluminescencjęGd2O3: Eu3+. W 1920 roku Prandtl po raz pierwszy opublikował widma absorpcyjne Eu3+, potwierdzając obserwacje De Mare. Widmo absorpcyjne Eu3+ pokazano na rysunku 1. Eu3+ jest zwykle umiejscowione na orbicie C2, aby ułatwić przejście elektronów z poziomu 5D0 do 7F2, uwalniając w ten sposób czerwoną fluorescencję. Eu3+ może osiągnąć przejście od elektronów stanu podstawowego do najniższego poziomu energii stanu wzbudzonego w zakresie długości fal światła widzialnego. Pod wzbudzeniem światła ultrafioletowego Eu3+ wykazuje silną czerwoną fotoluminescencję. Ten typ fotoluminescencji ma zastosowanie nie tylko do jonów Eu3+ domieszkowanych w podłożach krystalicznych lub szkłach, ale także do kompleksów syntetyzowanycheuropi ligandy organiczne. Ligandy te mogą służyć jako anteny do pochłaniania luminescencji wzbudzenia i przenoszenia energii wzbudzenia na wyższe poziomy energetyczne jonów Eu3+. Najważniejszym zastosowaniemeuropto czerwony fluorescencyjny proszekY2O3: Eu3+(YOX) jest ważnym składnikiem świetlówek. Wzbudzenie Eu3+ światłem czerwonym można osiągnąć nie tylko światłem ultrafioletowym, ale także wiązką elektronów (katodoluminescencja), promieniowaniem rentgenowskim γ cząstek α lub β, elektroluminescencją, luminescencją cierną lub mechaniczną oraz metodami chemiluminescencji. Ze względu na swoje bogate właściwości luminescencyjne jest szeroko stosowaną sondą biologiczną w dziedzinach nauk biomedycznych czy biologicznych. W ostatnich latach wzbudziła także zainteresowanie badawcze kadr kryminalistycznych i technologicznych w obszarze kryminalistyki, stanowiąc dobry wybór przełamujący ograniczenia tradycyjnej metody proszkowej do uwidaczniania odcisków palców, a także ma istotne znaczenie w poprawie kontrastu, czułość i selektywność wyświetlania linii papilarnych.
Rysunek 1 Spektrogram absorpcji Eu3+
1, Zasada luminescencjieuropejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksy
Konfiguracje elektroniczne stanu podstawowego i stanu wzbudzonegoeuropObydwa jony są typu 4fn. Ze względu na doskonały efekt ekranowania orbitali sid wokółeuropjony na orbitali 4f, przejścia ffeuropjony wykazują ostre liniowe pasma i stosunkowo długi czas życia fluorescencji. Jednakże ze względu na niską skuteczność fotoluminescencji jonów europu w zakresie ultrafioletu i światła widzialnego, ligandy organiczne wykorzystywane są do tworzenia kompleksów zeuropjony poprawiające współczynnik absorpcji obszarów światła ultrafioletowego i światła widzialnego. Fluorescencja emitowana przezeuropkompleksy mają nie tylko unikalne zalety w postaci wysokiej intensywności fluorescencji i wysokiej czystości fluorescencji, ale także można je poprawić poprzez wykorzystanie wysokiej wydajności absorpcji związków organicznych w obszarach światła ultrafioletowego i światła widzialnego. Energia wzbudzenia potrzebna doeuropFotoluminescencja jonów jest wysoka. Niedobór niskiej wydajności fluorescencji. Istnieją dwie główne zasady luminescencjieuropejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksy: jednym z nich jest fotoluminescencja, która wymaga ligandaeuropkompleksy; Innym aspektem jest to, że efekt anteny może poprawić czułośćeuropluminescencja jonowa.
Po wzbudzeniu przez zewnętrzne światło ultrafioletowe lub światło widzialne, ligand organiczny wziemia rzadkazłożone przejścia ze stanu podstawowego S0 do wzbudzonego stanu singletowego S1. Elektrony w stanie wzbudzonym są niestabilne i powracają do stanu podstawowego S0 poprzez promieniowanie, uwalniając energię dla ligandu w celu wyemitowania fluorescencji lub okresowo przeskakują do swojego potrójnego stanu wzbudzonego T1 lub T2 w sposób nieradiacyjny; Potrójnie wzbudzone stany uwalniają energię poprzez promieniowanie, aby wytworzyć fosforescencję ligandu lub przekazać energięmetalowy europjony poprzez bezpromienisty wewnątrzcząsteczkowy transfer energii; Po wzbudzeniu jony euro przechodzą ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego ieuropjony w stanie wzbudzonym przechodzą na niski poziom energii, ostatecznie powracając do stanu podstawowego, uwalniając energię i generując fluorescencję. Dlatego wprowadzając odpowiednie ligandy organiczne, z którymi można oddziaływaćziemia rzadkajonów metali i uwrażliwiają centralne jony metali poprzez niepromienisty transfer energii w cząsteczkach, można znacznie zwiększyć efekt fluorescencji jonów metali ziem rzadkich i zmniejszyć zapotrzebowanie na zewnętrzną energię wzbudzenia. Zjawisko to znane jest jako efekt antenowy ligandów. Diagram poziomów energetycznych transferu energii w kompleksach Eu3+ przedstawiono na rysunku 2.
W procesie transferu energii ze stanu wzbudzonego trypletem do Eu3+ poziom energii stanu wzbudzonego trypletu ligandu musi być wyższy lub zgodny z poziomem energii stanu wzbudzonego Eu3+. Jednak gdy poziom energii tripletu liganda jest znacznie większy niż najniższa energia stanu wzbudzonego Eu3+, wydajność transferu energii również zostanie znacznie zmniejszona. Gdy różnica pomiędzy stanem trypletowym liganda i najniższym stanem wzbudzonym Eu3+ jest niewielka, intensywność fluorescencji będzie słabnąć pod wpływem szybkości dezaktywacji termicznej stanu trypletowego liganda. Kompleksy β-diketonów mają zalety silnego współczynnika absorpcji UV, silnej zdolności koordynacyjnej i wydajnego przenoszenia energiiziemia rzadkas i mogą występować zarówno w postaci stałej, jak i płynnej, co czyni je jednymi z najczęściej stosowanych ligandów wziemia rzadkakompleksy.
Rysunek 2 Wykres poziomów energetycznych transferu energii w kompleksie Eu3+
2. Metoda syntezyEurop ziem rzadkichKompleksy
2.1 Metoda syntezy w stanie stałym w wysokiej temperaturze
Metoda wysokotemperaturowa w stanie stałym jest powszechnie stosowaną metodą wytwarzaniaziemia rzadkamateriałów luminescencyjnych i jest również szeroko stosowany w produkcji przemysłowej. Metoda wysokotemperaturowej syntezy w stanie stałym polega na reakcji styków substancji stałych w warunkach wysokiej temperatury (800-1500 ℃) w celu wytworzenia nowych związków poprzez dyfuzję lub transport stałych atomów lub jonów. Do przygotowania stosuje się metodę wysokotemperaturową w fazie stałejziemia rzadkakompleksy. Najpierw miesza się reagenty w określonej proporcji, a do zaprawy dodaje się odpowiednią ilość topnika w celu dokładnego rozdrobnienia, aby zapewnić równomierne wymieszanie. Następnie zmielone reagenty umieszcza się w piecu wysokotemperaturowym w celu kalcynacji. Podczas procesu kalcynacji można dodawać gazy utleniające, redukcyjne lub obojętne, w zależności od potrzeb procesu eksperymentalnego. Po kalcynacji w wysokiej temperaturze powstaje matryca o specyficznej strukturze krystalicznej, do której dodaje się aktywator jonów metali ziem rzadkich w celu utworzenia centrum luminescencyjnego. Aby otrzymać produkt, kalcynowany kompleks należy poddać chłodzeniu, płukaniu, suszeniu, ponownemu mieleniu, kalcynacji i przesiewaniu w temperaturze pokojowej. Ogólnie rzecz biorąc, wymagane są wielokrotne procesy mielenia i kalcynacji. Wielokrotne mielenie może przyspieszyć szybkość reakcji i sprawić, że reakcja będzie pełniejsza. Dzieje się tak, ponieważ proces mielenia zwiększa powierzchnię kontaktu reagentów, znacznie poprawiając prędkość dyfuzji i transportu jonów i cząsteczek w reagentach, poprawiając w ten sposób wydajność reakcji. Jednakże różne czasy i temperatury kalcynacji będą miały wpływ na strukturę utworzonej matrycy krystalicznej.
Wysokotemperaturowa metoda półprzewodnikowa ma zalety prostej obsługi procesu, niskiego kosztu i krótkiego czasu, co czyni ją dojrzałą technologią przygotowania. Jednakże głównymi wadami metody wysokotemperaturowej w stanie stałym są: po pierwsze, wymagana temperatura reakcji jest zbyt wysoka, co wymaga wysokiego sprzętu i instrumentów, zużywa dużo energii i jest trudne do kontrolowania morfologii kryształów. Morfologia produktu jest nierówna, a nawet powoduje uszkodzenie stanu kryształu, co wpływa na wydajność luminescencji. Po drugie, niewystarczające rozdrobnienie utrudnia równomierne wymieszanie reagentów, a cząstki kryształów są stosunkowo duże. W wyniku ręcznego lub mechanicznego mielenia zanieczyszczenia nieuchronnie mieszają się, co wpływa na luminescencję, co skutkuje niską czystością produktu. Trzecim problemem jest nierównomierne nałożenie powłoki i słaba gęstość w procesie nakładania. Lai i in. zsyntetyzował serię jednofazowych polichromatycznych proszków fluorescencyjnych Sr5 (PO4) 3Cl domieszkowanych Eu3+ i Tb3+ przy użyciu tradycyjnej wysokotemperaturowej metody w stanie stałym. Pod wzbudzeniem bliskim ultrafioletu proszek fluorescencyjny może dostroić kolor luminescencji luminescencji z obszaru niebieskiego do obszaru zielonego w zależności od stężenia domieszki, poprawiając wady niskiego współczynnika oddawania barw i powiązanej z tym wysokiej temperatury barwowej w diodach elektroluminescencyjnych o barwie białej . Głównym problemem syntezy proszków fluorescencyjnych na bazie borofosforanów metodą wysokotemperaturową w stanie stałym jest duże zużycie energii. Obecnie coraz więcej badaczy angażuje się w rozwój i poszukiwanie odpowiednich matryc do rozwiązania problemu dużego zużycia energii w metodzie wysokotemperaturowej. W 2015 r. Hasegawa i in. po raz pierwszy zakończyła niskotemperaturowe przygotowanie fazy stałej Li2NaBP2O8 (LNBP) z wykorzystaniem grupy przestrzennej P1 układu trójskośnego. W 2020 r. Zhu i in. opisali niskotemperaturową drogę syntezy w stanie stałym dla nowego luminoforu Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu), badając niskoenergetyczną i tanią drogę syntezy luminoforów nieorganicznych.
2.2 Metoda współstrącania
Metoda współstrącania jest również powszechnie stosowaną metodą syntezy „miękkiej chemii” do wytwarzania nieorganicznych materiałów luminescencyjnych z metali ziem rzadkich. Metoda współstrącania polega na dodaniu do reagenta środka strącającego, który reaguje z kationami każdego reagenta tworząc osad lub hydrolizuje reagent w określonych warunkach tworząc tlenki, wodorotlenki, nierozpuszczalne sole itp. Docelowy produkt otrzymuje się poprzez filtrację, mycie, suszenie i inne procesy. Zaletami metody współstrącania są prosta obsługa, krótki czas użytkowania, niskie zużycie energii i wysoka czystość produktu. Jego najważniejszą zaletą jest to, że dzięki niewielkim rozmiarom cząstek może bezpośrednio generować nanokryształy. Wadami metody współstrącania są: po pierwsze, otrzymane zjawisko agregacji produktu jest poważne, co wpływa na właściwości luminescencyjne materiału fluorescencyjnego; Po drugie, kształt produktu jest niejasny i trudny do kontrolowania; Po trzecie, istnieją pewne wymagania dotyczące doboru surowców, a warunki wytrącania pomiędzy każdym reagentem powinny być możliwie podobne lub identyczne, co nie jest odpowiednie w przypadku stosowania wielu elementów systemu. K. Petcharoen i in. zsyntetyzowano sferyczne nanocząstki magnetytu przy użyciu wodorotlenku amonu jako środka strącającego i chemicznej metody współstrącania. W początkowej fazie krystalizacji jako środki powłokowe wprowadzano kwas octowy i kwas oleinowy, a wielkość nanocząstek magnetytu kontrolowano w zakresie 1-40 nm poprzez zmianę temperatury. Dobrze zdyspergowane nanocząstki magnetytu w roztworze wodnym otrzymano poprzez modyfikację powierzchni, poprawiającą zjawisko aglomeracji cząstek w metodzie współstrącania. Kee i in. porównali wpływ metody hydrotermalnej i metody współstrącania na kształt, strukturę i wielkość cząstek Eu-CSH. Wskazali, że metoda hydrotermalna generuje nanocząstki, natomiast metoda współstrącania generuje submikronowe cząstki pryzmatyczne. W porównaniu z metodą współstrącania, metoda hydrotermalna charakteryzuje się wyższą krystalicznością i lepszą intensywnością fotoluminescencji przy wytwarzaniu proszku Eu-CSH. JK Han i in. opracowali nowatorską metodę współstrącania przy użyciu niewodnego rozpuszczalnika N, N-dimetyloformamidu (DMF) w celu przygotowania luminoforów (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 o wąskim rozkładzie wielkości i wysokiej wydajności kwantowej w pobliżu sferycznych cząstek o wielkości nano lub submikronowej. DMF może redukować reakcje polimeryzacji i spowalniać szybkość reakcji podczas procesu wytrącania, pomagając zapobiegać agregacji cząstek.
2.3 Metoda syntezy hydrotermalnej/rozpuszczalnikowej
Metoda hydrotermalna rozpoczęła się w połowie XIX wieku, kiedy geolodzy symulowali naturalną mineralizację. Na początku XX wieku teoria stopniowo dojrzewała i obecnie jest jedną z najbardziej obiecujących metod chemii roztworowej. Metoda hydrotermalna to proces, w którym jako medium wykorzystuje się parę wodną lub roztwór wodny (do transportu jonów i grup molekularnych oraz przenoszenia ciśnienia) w celu osiągnięcia stanu podkrytycznego lub nadkrytycznego w zamkniętym środowisku o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu (ta pierwsza ma temperaturze 100-240℃, podczas gdy ta ostatnia ma temperaturę do 1000℃), przyspieszają szybkość reakcji hydrolizy surowców, a pod wpływem silnej konwekcji jony i grupy molekularne dyfundować do niskiej temperatury w celu rekrystalizacji. Temperatura, wartość pH, czas reakcji, stężenie i rodzaj prekursora podczas procesu hydrolizy wpływają w różnym stopniu na szybkość reakcji, wygląd, kształt, strukturę i szybkość wzrostu kryształów. Wzrost temperatury nie tylko przyspiesza rozpuszczanie surowców, ale także zwiększa efektywną kolizję cząsteczek, co sprzyja tworzeniu się kryształów. Różne szybkości wzrostu każdej płaszczyzny kryształów w kryształach o pH są głównymi czynnikami wpływającymi na fazę krystaliczną, rozmiar i morfologię. Długość czasu reakcji wpływa również na wzrost kryształów, a im dłuższy czas, tym jest to korzystniejsze dla wzrostu kryształów.
Zalety metody hydrotermalnej przejawiają się przede wszystkim w: po pierwsze, wysokiej czystości kryształów, braku zanieczyszczeń, wąskim rozkładzie wielkości cząstek, wysokiej wydajności i zróżnicowanej morfologii produktu; Po drugie, proces obsługi jest prosty, koszt jest niski, a zużycie energii niskie. Większość reakcji prowadzi się w środowiskach o średniej i niskiej temperaturze, a warunki reakcji są łatwe do kontrolowania. Zakres zastosowań jest szeroki i może spełnić wymagania dotyczące przygotowania różnych form materiałów; Po trzecie, presja zanieczyszczeń środowiska jest niewielka i stosunkowo przyjazna dla zdrowia operatorów. Jego głównymi wadami jest to, że na prekursor reakcji łatwo wpływa pH, temperatura i czas środowiska, a produkt ma niską zawartość tlenu.
Metoda solwotermiczna wykorzystuje rozpuszczalniki organiczne jako środowisko reakcji, co dodatkowo rozszerza zastosowanie metod hydrotermalnych. Ze względu na znaczne różnice we właściwościach fizycznych i chemicznych rozpuszczalników organicznych i wody, mechanizm reakcji jest bardziej złożony, a wygląd, struktura i wielkość produktu są bardziej zróżnicowane. Nallappana i in. zsyntetyzowano kryształy MoOx o różnej morfologii od arkusza po nanopręt, kontrolując czas reakcji metodą hydrotermalną z użyciem dialkilosiarczanu sodu jako środka kierującego kryształami. Dianwen Hu i in. syntetyzowane materiały kompozytowe na bazie kobaltu polioksymolibdenowego (CoPMA) i UiO-67 lub zawierające grupy bipirydylowe (UiO-bpy) metodą solwotermiczną poprzez optymalizację warunków syntezy.
2.4 Metoda zol-żel
Metoda zol-żel jest tradycyjną metodą chemiczną otrzymywania nieorganicznych materiałów funkcjonalnych, która jest szeroko stosowana przy wytwarzaniu nanomateriałów metalicznych. W 1846 roku Elbelmen po raz pierwszy zastosował tę metodę do przygotowania SiO2, ale jej zastosowanie nie było jeszcze dojrzałe. Metoda przygotowania polega głównie na dodaniu aktywatora jonów ziem rzadkich do początkowego roztworu reakcyjnego, aby rozpuszczalnik odparował i utworzył żel, a przygotowany żel otrzymuje docelowy produkt po obróbce temperaturowej. Fosfor wytwarzany metodą zolowo-żelową ma dobrą morfologię i właściwości strukturalne, a produkt ma mały, jednolity rozmiar cząstek, ale jego jasność wymaga poprawy. Proces przygotowania metodą zol-żel jest prosty i łatwy w obsłudze, temperatura reakcji jest niska, a bezpieczeństwo jest wysokie, ale czas jest długi, a ilość każdego zabiegu jest ograniczona. Gaponenko i in. opracował amorficzną wielowarstwową strukturę BaTiO3/SiO2 metodą wirowania i obróbki cieplnej metodą zol-żel o dobrej przepuszczalności i współczynniku załamania światła i wskazał, że współczynnik załamania światła folii BaTiO3 będzie wzrastał wraz ze wzrostem stężenia zolu. W 2007 roku grupie badawczej Liu L z powodzeniem udało się uchwycić wysoce fluorescencyjny i odporny na światło kompleks Eu3 + jon metalu/sensybilizator w nanokompozytach na bazie krzemionki i domieszkowanym suchym żelu, stosując metodę zol-żel. W kilku kombinacjach różnych pochodnych sensybilizatorów metali ziem rzadkich i nanoporowatych matryc krzemionkowych, zastosowanie sensybilizatora 1,10-fenantroliny (OP) w matrycy tetraetoksysilanu (TEOS) zapewnia najlepszy suchy żel domieszkowany fluorescencją do badania właściwości spektralnych Eu3+.
2.5 Metoda syntezy mikrofalowej
Metoda syntezy mikrofalowej jest nową, ekologiczną i wolną od zanieczyszczeń metodą syntezy chemicznej w porównaniu z metodą wysokotemperaturową w stanie stałym, która jest szeroko stosowana w syntezie materiałów, zwłaszcza w dziedzinie syntezy nanomateriałów, wykazując dobrą dynamikę rozwoju. Kuchenka mikrofalowa to fala elektromagnetyczna o długości fali od 1 nn do 1 m. Metoda mikrofalowa to proces, w którym mikroskopijne cząstki znajdujące się wewnątrz materiału wyjściowego ulegają polaryzacji pod wpływem natężenia zewnętrznego pola elektromagnetycznego. Gdy zmienia się kierunek mikrofalowego pola elektrycznego, kierunek ruchu i rozmieszczenia dipoli zmienia się w sposób ciągły. Odpowiedź histerezy dipoli, a także konwersja własnej energii cieplnej bez konieczności kolizji, tarcia i strat dielektrycznych pomiędzy atomami i cząsteczkami, pozwala uzyskać efekt ogrzewania. Ze względu na fakt, że ogrzewanie mikrofalowe może równomiernie ogrzać cały układ reakcyjny i szybko przewodzić energię, promując w ten sposób postęp reakcji organicznych, w porównaniu z tradycyjnymi metodami przygotowania, metoda syntezy mikrofalowej ma zalety szybkiej szybkości reakcji, bezpieczeństwa ekologicznego, małych i jednolitych wielkość cząstek materiału i wysoka czystość fazowa. Jednakże większość raportów wykorzystuje obecnie absorbery mikrofalowe, takie jak proszek węglowy, Fe3O4 i MnO2, aby pośrednio dostarczać ciepło do reakcji. Substancje, które łatwo absorbują mikrofale i które same mogą aktywować reagenty, wymagają dalszych badań. Liu i in. połączył metodę współstrącania z metodą mikrofalową w celu syntezy czystego spinelu LiMn2O4 o porowatej morfologii i dobrych właściwościach.
2.6 Metoda spalania
Metoda spalania opiera się na tradycyjnych metodach ogrzewania, które wykorzystują spalanie materii organicznej w celu wytworzenia docelowego produktu po odparowaniu roztworu do sucha. Gaz powstały w wyniku spalania materii organicznej może skutecznie spowolnić powstawanie aglomeracji. W porównaniu z metodą ogrzewania w stanie stałym zmniejsza zużycie energii i nadaje się do produktów o niskich wymaganiach dotyczących temperatury reakcji. Jednak proces reakcji wymaga dodatku związków organicznych, co zwiększa koszt. Metoda ta ma małą zdolność przerobową i nie nadaje się do produkcji przemysłowej. Produkt wytwarzany metodą spalania ma cząstki o małej i jednolitej wielkości, jednak ze względu na krótki proces reakcji mogą powstawać niekompletne kryształy, co wpływa na skuteczność luminescencji kryształów. Anning i in. zastosował La2O3, B2O3 i Mg jako materiały wyjściowe oraz zastosował syntezę spalania wspomaganą solą w celu wytworzenia proszku LaB6 partiami w krótkim czasie.
3. Zastosowanieeuropejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksy w rozwoju odcisków palców
Metoda proszkowa jest jedną z najbardziej klasycznych i tradycyjnych metod wyświetlania odcisków palców. Obecnie proszki zawierające odciski palców można podzielić na trzy kategorie: proszki tradycyjne, takie jak proszki magnetyczne składające się z drobnego proszku żelaza i proszku węglowego; Proszki metali, takie jak proszek złota,srebrny proszeki inne proszki metali o strukturze sieciowej; Puder fluorescencyjny. Jednak tradycyjne proszki często mają duże trudności z wyświetlaniem odcisków palców lub starych odcisków palców na skomplikowanych obiektach tła i mają pewien toksyczny wpływ na zdrowie użytkowników. W ostatnich latach pracownicy naukowi i technicy kryminalni coraz częściej opowiadają się za zastosowaniem materiałów nanofluorescencyjnych do wyświetlania odcisków palców. Ze względu na unikalne właściwości luminescencyjne Eu3+ i szerokie zastosowanieziemia rzadkasubstancje,europejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksy nie tylko stały się gorącym punktem badawczym w dziedzinie kryminalistyki, ale także dostarczyły szerszych pomysłów badawczych w zakresie wyświetlania odcisków palców. Jednakże Eu3+ w cieczach lub ciałach stałych ma słabą zdolność pochłaniania światła i należy go łączyć z ligandami, aby uwrażliwiać i emitować światło, dzięki czemu Eu3+ może wykazywać silniejsze i trwalsze właściwości fluorescencyjne. Obecnie powszechnie stosowanymi ligandami są głównie β-diketony, kwasy karboksylowe i sole karboksylanowe, polimery organiczne, makrocykle supramolekularne itp. Dzięki dogłębnym badaniom i zastosowaniueuropejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksów stwierdzono, że w wilgotnym środowisku drgania koordynacyjne cząsteczek H2Oeuropkompleksy mogą powodować wygaszanie luminescencji. Dlatego też, aby osiągnąć lepszą selektywność i silny kontrast przy wyświetlaniu odcisków palców, należy podjąć wysiłki w celu zbadania, w jaki sposób poprawić stabilność termiczną i mechanicznąeuropkompleksy.
W 2007 roku grupa badawcza Liu L była pionierem wprowadzeniaeuroppo raz pierwszy w kraju i za granicą zajmuje się dziedziną wyświetlania odcisków palców. Wysoce fluorescencyjne i stabilne na światło kompleksy jonów metalu Eu3+/sensybilizatorów wychwycone metodą zolu-żelu można wykorzystać do potencjalnego wykrywania odcisków palców na różnych materiałach kryminalistycznych, w tym złotej folii, szkle, plastiku, kolorowym papierze i zielonych liściach. W badaniach eksploracyjnych przedstawiono proces przygotowania, widma UV/Vis, charakterystykę fluorescencji i wyniki znakowania odcisków palców tych nowych nanokompozytów Eu3+/OP/TEOS.
W 2014 r. Seung Jin Ryu i in. najpierw utworzył kompleks Eu3+ ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) przez heksahydratchlorek euro(EuCl3 · 6H2O) i 1-10 fenantroliny (Phen). Poprzez reakcję wymiany jonowej pomiędzy międzywarstwowymi jonami sodu ieuropotrzymano jony złożone, interkalowane nanozwiązki hybrydowe (Eu (Phen) 2) 3+- syntetyzowany steatyt litowy i Eu (Phen) 2) 3+- naturalny montmorylonit). Pod wpływem wzbudzenia lampą UV o długości fali 312 nm oba kompleksy nie tylko zachowują charakterystyczne zjawiska fotoluminescencji, ale także mają wyższą stabilność termiczną, chemiczną i mechaniczną w porównaniu z czystymi kompleksami Eu3+. Jednakże ze względu na brak wygaszonych jonów zanieczyszczeń takie jak żelazo w głównej części steatytu litowego, [Eu (Phen) 2] 3+- steatyt litowy ma lepszą intensywność luminescencji niż [Eu (Phen) 2] 3+- montmorylonit, a odcisk palca wykazuje wyraźniejsze linie i silniejszy kontrast z tłem. W 2016 r. V Sharma i in. zsyntetyzowany nano proszek glinianu strontu (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) metodą spalania. Proszek nadaje się do eksponowania świeżych i starych odcisków palców na przedmiotach przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych, takich jak zwykły kolorowy papier, papier opakowaniowy, folia aluminiowa, dyski optyczne. Charakteryzuje się nie tylko wysoką czułością i selektywnością, ale także silną i długotrwałą poświatą. W 2018 r. Wang i in. przygotowane nanocząstki CaS (ESM-CaS-NP) domieszkowaneeurop, samari mangan o średniej średnicy 30 nm. Nanocząstki zamknięto w amfifilowych ligandach, co umożliwiło ich równomierne zdyspergowanie w wodzie bez utraty skuteczności fluorescencji; Komodyfikacja powierzchni ESM-CaS-NP za pomocą 1-dodecylotiolu i kwasu 11-merkaptoundekanowego (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NP skutecznie rozwiązała problem wygaszania fluorescencji w wodzie i agregacji cząstek spowodowanej hydrolizą cząstek w nanofluorescencji proszek. Ten proszek fluorescencyjny nie tylko wykazuje potencjalne odciski palców na przedmiotach takich jak folia aluminiowa, plastik, szkło i płytki ceramiczne o wysokiej czułości, ale ma także szeroką gamę źródeł światła wzbudzającego i nie wymaga drogiego sprzętu do ekstrakcji obrazu w celu wyświetlenia odcisków palców. w tym samym roku grupa badawcza Wanga zsyntetyzowała serię trójskładnikowycheuropkompleksy [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] wykorzystujące kwas orto, meta i p-metylobenzoesowy jako pierwszy ligand i ortofenantrolinę jako drugi ligand, stosując metodę wytrącania. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego o długości 245 nm potencjalne odciski palców na przedmiotach, takich jak tworzywa sztuczne i znaki towarowe, mogą być wyraźnie widoczne. W 2019 r. Sung Jun Park i in. zsyntetyzował luminofory YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) metodą solwotermiczną, skutecznie poprawiając potencjalne wykrywanie odcisków palców i redukując zakłócenia wzoru tła. W 2020 r. Prabakaran i in. opracowali fluorescencyjny kompozyt Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3/D-dekstroza, stosując EuCl3 · 6H2O jako prekursor. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Cl3 zsyntetyzowano przy użyciu Phen i 5,5' – DMBP metodą gorącego rozpuszczalnika, a następnie Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Cl3 i D-dekstrozę wykorzystano jako prekursor do wytworzenia Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3 do metoda adsorpcyjna. Kompleks 3/D-dekstrozy. Dzięki eksperymentom kompozyt może wyraźnie wyświetlać odciski palców na przedmiotach, takich jak plastikowe kapsle do butelek, okulary i południowoafrykańska waluta pod wzbudzeniem światła słonecznego o długości 365 nm lub światła ultrafioletowego, przy wyższym kontraście i stabilniejszej fluorescencji. W 2021 r. Dan Zhang i in. pomyślnie zaprojektowano i zsyntetyzowano nowatorski sześciojądrowy kompleks Eu3 + Eu6 (PPA) 18CTP-TPY z sześcioma miejscami wiązania, który ma doskonałą stabilność termiczną fluorescencji (<50 ℃) i może być stosowany do wyświetlania odcisków palców. Jednakże potrzebne są dalsze eksperymenty, aby określić odpowiedni gatunek gościnny. W 2022 r. L Brini i in. pomyślnie zsyntetyzował proszek fluorescencyjny Eu: Y2Sn2O7 metodą współstrącania i dalszej obróbki mielenia, która może ujawnić potencjalne odciski palców na drewnianych i nieprzepuszczalnych przedmiotach. W tym samym roku grupa badawcza Wanga zsyntetyzowała NaYF4: Yb przy użyciu metody syntezy termicznej rozpuszczalnika, rdzeń Er@YVO4 Eu -materiał nanofluorescencyjny typu powłoki, który może generować czerwoną fluorescencję pod wzbudzeniem ultrafioletowym 254 nm i jasnozieloną fluorescencję pod 980 nm wzbudzenie w bliskiej podczerwieni, co pozwala na wyświetlanie w dwóch trybach potencjalnych odcisków palców gościa. Potencjalne wyświetlanie odcisków palców na przedmiotach, takich jak płytki ceramiczne, arkusze tworzyw sztucznych, stopy aluminium, RMB i kolorowy papier firmowy, charakteryzuje się wysoką czułością, selektywnością, kontrastem i dużą odpornością na zakłócenia tła.
4 Perspektywy
W ostatnich latach badania doteuropejski pierwiastek ziem rzadkichkompleksy przyciągają wiele uwagi dzięki ich doskonałym właściwościom optycznym i magnetycznym, takim jak wysoka intensywność luminescencji, wysoka czystość kolorów, długi czas życia fluorescencji, duże przerwy w absorpcji i emisji energii oraz wąskie piki absorpcji. Wraz z pogłębianiem się badań nad materiałami ziem rzadkich, ich zastosowania w różnych dziedzinach, takich jak oświetlenie i wyświetlacze, nauki biologiczne, rolnictwo, wojsko, przemysł informacji elektronicznej, optyczna transmisja informacji, fluorescencyjne zapobieganie podrabianiu, wykrywanie fluorescencji itp. stają się coraz bardziej powszechne. Właściwości optyczneeuropkompleksy są doskonałe, a pola ich zastosowań stopniowo się poszerzają. Jednakże brak ich stabilności termicznej, właściwości mechanicznych i przetwarzalności ogranicza ich praktyczne zastosowania. Z aktualnej perspektywy badawczej, badania aplikacyjne właściwości optycznycheuropkompleksy z zakresu kryminalistyki powinny skupiać się głównie na poprawie właściwości optycznycheuropkompleksy i rozwiązanie problemów cząstek fluorescencyjnych podatnych na agregację w wilgotnym środowisku, utrzymanie stabilności i wydajności luminescencjieuropkompleksy w roztworach wodnych. Współczesny postęp społeczeństwa oraz nauki i techniki postawił coraz wyższe wymagania w zakresie przygotowania nowych materiałów. Spełniając potrzeby aplikacji, powinien także spełniać cechy zróżnicowanego projektu i niskiego kosztu. Dlatego dalsze badania doteuropkompleksy ma ogromne znaczenie dla rozwoju bogatych zasobów pierwiastków ziem rzadkich w Chinach oraz rozwoju nauki i technologii kryminalnej.
Czas publikacji: 01 listopada 2023 r