Los patrones papilares de los dedos humanos permanecen básicamente sin cambios en su estructura topológica desde el nacimiento, y poseen diferentes características de persona a persona, y los patrones papilares de cada dedo de la misma persona también son diferentes. El patrón de papila de los dedos tiene estrías y está distribuido con muchos poros de sudor. El cuerpo humano segrega continuamente sustancias a base de agua, como el sudor, y sustancias oleosas, como el aceite. Estas sustancias se transferirán y depositarán sobre el objeto cuando entren en contacto, formando impresiones en el objeto. Es precisamente debido a las características únicas de las huellas de las manos, como su especificidad individual, su estabilidad durante toda la vida y la naturaleza reflectante de las marcas táctiles, que las huellas dactilares se han convertido en un símbolo reconocido de la investigación criminal y el reconocimiento de la identidad personal desde el primer uso de las huellas dactilares para la identificación personal. a finales del siglo XIX.
En la escena del crimen, a excepción de las huellas dactilares tridimensionales y de colores planos, la tasa de aparición de posibles huellas dactilares es la más alta. Las posibles huellas dactilares suelen requerir un procesamiento visual mediante reacciones físicas o químicas. Los posibles métodos comunes de desarrollo de huellas dactilares incluyen principalmente el desarrollo óptico, el desarrollo en polvo y el desarrollo químico. Entre ellos, el desarrollo de polvo es favorecido por las unidades de base debido a su operación simple y bajo costo. Sin embargo, las limitaciones de la visualización tradicional de huellas dactilares a base de polvo ya no satisfacen las necesidades de los técnicos criminalistas, como los complejos y diversos colores y materiales del objeto en la escena del crimen, y el escaso contraste entre la huella dactilar y el color de fondo; El tamaño, la forma, la viscosidad, la proporción de composición y el rendimiento de las partículas de polvo afectan la sensibilidad de la apariencia del polvo; La selectividad de los polvos tradicionales es pobre, especialmente la mayor adsorción de objetos húmedos en el polvo, lo que reduce en gran medida la selectividad de desarrollo de los polvos tradicionales. En los últimos años, el personal de ciencia y tecnología criminal ha estado investigando continuamente nuevos materiales y métodos de síntesis, entre los quetierras rarasLos materiales luminiscentes han atraído la atención del personal de ciencia y tecnología criminal debido a sus propiedades luminiscentes únicas, alto contraste, alta sensibilidad, alta selectividad y baja toxicidad en la aplicación de visualización de huellas dactilares. Los orbitales 4f de las tierras raras, que se van llenando gradualmente, les confieren niveles de energía muy ricos, y los orbitales de electrones de las capas 5s y 5P de las tierras raras están completamente llenos. Los electrones de la capa 4f están protegidos, lo que les da un modo de movimiento único. Por lo tanto, los elementos de tierras raras exhiben una excelente fotoestabilidad y estabilidad química sin fotoblanqueo, superando las limitaciones de los tintes orgánicos comúnmente utilizados. Además,tierras rarasLos elementos también tienen propiedades eléctricas y magnéticas superiores en comparación con otros elementos. Las propiedades ópticas únicas detierras rarasLos iones, como la larga vida útil de la fluorescencia, muchas bandas estrechas de absorción y emisión y grandes brechas de absorción y emisión de energía, han atraído una amplia atención en la investigación relacionada con la visualización de huellas dactilares.
Entre numerosostierras raraselementos,europioEs el material luminiscente más utilizado. Demarcay, el descubridor deeuropioen 1900, describió por primera vez líneas nítidas en el espectro de absorción de Eu3+ en solución. En 1909, Urban describió la catodoluminiscencia deGd2O3: Eu3+. En 1920, Prandtl publicó por primera vez los espectros de absorción de Eu3+, confirmando las observaciones de De Mare. El espectro de absorción de Eu3+ se muestra en la Figura 1. Eu3+ generalmente se ubica en el orbital C2 para facilitar la transición de electrones de los niveles 5D0 a 7F2, liberando así fluorescencia roja. Eu3+ puede lograr una transición desde los electrones del estado fundamental al nivel de energía del estado excitado más bajo dentro del rango de longitud de onda de la luz visible. Bajo la excitación de la luz ultravioleta, Eu3+ exhibe una fuerte fotoluminiscencia roja. Este tipo de fotoluminiscencia no sólo es aplicable a iones Eu3+ dopados en sustratos de cristal o vidrios, sino también a complejos sintetizados coneuropioy ligandos orgánicos. Estos ligandos pueden servir como antenas para absorber la luminiscencia de excitación y transferir energía de excitación a niveles de energía más altos de iones Eu3+. La aplicación más importante deeuropioes el polvo fluorescente rojoY2O3: Eu3+(YOX) es un componente importante de las lámparas fluorescentes. La excitación de la luz roja de Eu3+ se puede lograr no solo mediante luz ultravioleta, sino también mediante haz de electrones (catodoluminiscencia), radiación γ de rayos X, partículas α o β, electroluminiscencia, luminiscencia mecánica o por fricción y métodos de quimioluminiscencia. Debido a sus ricas propiedades luminiscentes, es una sonda biológica ampliamente utilizada en los campos de las ciencias biomédicas o biológicas. En los últimos años, también ha despertado el interés de investigación del personal de ciencia y tecnología criminal en el campo de la ciencia forense, proporcionando una buena opción para superar las limitaciones del método tradicional en polvo para mostrar huellas dactilares, y tiene una importancia significativa para mejorar el contraste. sensibilidad y selectividad de la visualización de huellas dactilares.
Figura 1 Espectrograma de absorción Eu3+
1, principio de luminiscencia deeuropio de tierras rarascomplejos
El estado fundamental y las configuraciones electrónicas del estado excitado deeuropioLos iones son ambos del tipo 4fn. Debido al excelente efecto de protección de los orbitales s y d alrededor deleuropioiones en los orbitales 4f, las transiciones ff deeuropioLos iones exhiben bandas lineales nítidas y vidas de fluorescencia relativamente largas. Sin embargo, debido a la baja eficiencia de fotoluminiscencia de los iones de europio en las regiones de luz ultravioleta y visible, se utilizan ligandos orgánicos para formar complejos coneuropioiones para mejorar el coeficiente de absorción de las regiones de luz ultravioleta y visible. La fluorescencia emitida poreuropioLos complejos no solo tienen las ventajas únicas de una alta intensidad de fluorescencia y una alta pureza de fluorescencia, sino que también pueden mejorarse utilizando la alta eficiencia de absorción de los compuestos orgánicos en las regiones de luz ultravioleta y visible. La energía de excitación necesaria paraeuropioLa fotoluminiscencia iónica es alta. La deficiencia de baja eficiencia de fluorescencia. Hay dos principios principales de luminiscenciaeuropio de tierras rarascomplejos: uno es la fotoluminiscencia, que requiere el ligando deeuropiocomplejos; Otro aspecto es que el efecto antena puede mejorar la sensibilidad deeuropioluminiscencia de iones.
Después de ser excitado por luz ultravioleta o visible externa, el ligando orgánico en eltierras rarastransiciones complejas desde el estado fundamental S0 al estado singlete excitado S1. Los electrones en estado excitado son inestables y regresan al estado fundamental S0 a través de radiación, liberando energía para que el ligando emita fluorescencia, o salte intermitentemente a su estado triple excitado T1 o T2 a través de medios no radiativos; Los estados de triple excitación liberan energía a través de la radiación para producir fosforescencia del ligando o transferir energía aeuropio metálicoiones mediante transferencia de energía intramolecular no radiativa; Después de excitarse, los iones de europio pasan del estado fundamental al estado excitado yeuropioLos iones en el estado excitado pasan al nivel de energía bajo y finalmente regresan al estado fundamental, liberando energía y generando fluorescencia. Por lo tanto, al introducir ligandos orgánicos apropiados para interactuar contierras rarasiones y sensibilizar a los iones metálicos centrales a través de la transferencia de energía no radiativa dentro de las moléculas, el efecto de fluorescencia de los iones de tierras raras se puede aumentar considerablemente y se puede reducir el requisito de energía de excitación externa. Este fenómeno se conoce como efecto antena de ligandos. El diagrama de niveles de energía de la transferencia de energía en complejos Eu3+ se muestra en la Figura 2.
En el proceso de transferencia de energía del estado excitado triplete a Eu3+, se requiere que el nivel de energía del estado excitado triplete del ligando sea superior o consistente con el nivel de energía del estado excitado Eu3+. Pero cuando el nivel de energía triplete del ligando es mucho mayor que la energía del estado excitado más bajo de Eu3+, la eficiencia de transferencia de energía también se reducirá considerablemente. Cuando la diferencia entre el estado triplete del ligando y el estado excitado más bajo de Eu3+ es pequeña, la intensidad de la fluorescencia se debilitará debido a la influencia de la tasa de desactivación térmica del estado triplete del ligando. Los complejos de β-dicetona tienen las ventajas de un fuerte coeficiente de absorción de rayos UV, una fuerte capacidad de coordinación y una transferencia de energía eficiente contierras rarass, y pueden existir tanto en forma sólida como líquida, lo que los convierte en uno de los ligandos más utilizados entierras rarascomplejos.
Figura 2 Diagrama de niveles de energía de la transferencia de energía en el complejo Eu3+
2.Método de síntesis deEuropio de tierras rarascomplejos
2.1 Método de síntesis de estado sólido a alta temperatura.
El método de estado sólido a alta temperatura es un método comúnmente utilizado para preparartierras rarasMateriales luminiscentes y también se utiliza ampliamente en la producción industrial. El método de síntesis de estado sólido a alta temperatura es la reacción de interfaces de materia sólida en condiciones de alta temperatura (800-1500 ℃) para generar nuevos compuestos mediante la difusión o el transporte de átomos o iones sólidos. El método de fase sólida de alta temperatura se utiliza para preparartierras rarascomplejos. En primer lugar, los reactivos se mezclan en una determinada proporción y se añade una cantidad adecuada de fundente a un mortero para triturarlo minuciosamente y garantizar una mezcla uniforme. Posteriormente, los reactivos molidos se colocan en un horno de alta temperatura para su calcinación. Durante el proceso de calcinación se pueden rellenar gases de oxidación, reducción o inertes según las necesidades del proceso experimental. Después de la calcinación a alta temperatura, se forma una matriz con una estructura cristalina específica y se le añaden iones activadores de tierras raras para formar un centro luminiscente. El complejo calcinado debe someterse a enfriamiento, enjuague, secado, molienda, calcinación y tamizado a temperatura ambiente para obtener el producto. Generalmente se requieren múltiples procesos de molienda y calcinación. La molienda múltiple puede acelerar la velocidad de reacción y hacer que la reacción sea más completa. Esto se debe a que el proceso de molienda aumenta el área de contacto de los reactivos, mejorando en gran medida la velocidad de difusión y transporte de iones y moléculas en los reactivos, mejorando así la eficiencia de la reacción. Sin embargo, diferentes tiempos y temperaturas de calcinación tendrán un impacto en la estructura de la matriz cristalina formada.
El método de estado sólido de alta temperatura tiene las ventajas de una operación de proceso simple, bajo costo y corto consumo de tiempo, lo que lo convierte en una tecnología de preparación madura. Sin embargo, los principales inconvenientes del método de estado sólido de alta temperatura son: en primer lugar, la temperatura de reacción requerida es demasiado alta, lo que requiere equipos e instrumentos elevados, consume mucha energía y es difícil controlar la morfología del cristal. La morfología del producto es desigual e incluso provoca que se dañe el estado del cristal, afectando el rendimiento de la luminiscencia. En segundo lugar, una molienda insuficiente dificulta que los reactivos se mezclen uniformemente y las partículas cristalinas son relativamente grandes. Debido a la molienda manual o mecánica, inevitablemente se mezclan impurezas que afectan la luminiscencia, lo que da como resultado una baja pureza del producto. El tercer problema es la aplicación desigual del recubrimiento y la mala densidad durante el proceso de aplicación. Lai y col. sintetizó una serie de polvos fluorescentes policromáticos monofásicos Sr5 (PO4) 3Cl dopados con Eu3+ y Tb3+ utilizando el método tradicional de estado sólido de alta temperatura. Bajo excitación casi ultravioleta, el polvo fluorescente puede ajustar el color de luminiscencia del fósforo desde la región azul a la región verde según la concentración de dopaje, mejorando los defectos de bajo índice de reproducción cromática y alta temperatura de color relacionada en diodos emisores de luz blanca. . El alto consumo de energía es el principal problema en la síntesis de polvos fluorescentes a base de borofosfato mediante el método de estado sólido a alta temperatura. Actualmente, cada vez más académicos se comprometen a desarrollar y buscar matrices adecuadas para resolver el problema del alto consumo de energía del método de estado sólido de alta temperatura. En 2015, Hasegawa et al. completó la preparación en estado sólido a baja temperatura de la fase Li2NaBP2O8 (LNBP) utilizando el grupo espacial P1 del sistema triclínico por primera vez. En 2020, Zhu et al. informaron una ruta de síntesis en estado sólido a baja temperatura para un nuevo fósforo Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu), explorando una ruta de síntesis de bajo consumo de energía y bajo costo para fósforos inorgánicos.
2.2 Método de precipitación de co
El método de coprecipitación también es un método de síntesis de “química blanda” comúnmente utilizado para preparar materiales luminiscentes inorgánicos de tierras raras. El método de coprecipitación implica agregar un precipitante al reactivo, que reacciona con los cationes en cada reactivo para formar un precipitado o hidroliza el reactivo bajo ciertas condiciones para formar óxidos, hidróxidos, sales insolubles, etc. El producto objetivo se obtiene mediante filtración. lavado, secado y otros procesos. Las ventajas del método de coprecipitación son un funcionamiento sencillo, un consumo de tiempo reducido, un bajo consumo de energía y una alta pureza del producto. Su ventaja más destacada es que su pequeño tamaño de partícula puede generar nanocristales directamente. Los inconvenientes del método de coprecipitación son: en primer lugar, el fenómeno de agregación del producto obtenido es severo, lo que afecta el rendimiento luminiscente del material fluorescente; En segundo lugar, la forma del producto no está clara y es difícil de controlar; En tercer lugar, existen ciertos requisitos para la selección de materias primas y las condiciones de precipitación entre cada reactivo deben ser lo más similares o idénticas posible, lo que no es adecuado para la aplicación de múltiples componentes del sistema. K. Petcharoen y col. nanopartículas de magnetita esféricas sintetizadas utilizando hidróxido de amonio como precipitante y método de coprecipitación química. Se introdujeron ácido acético y ácido oleico como agentes de recubrimiento durante la etapa de cristalización inicial, y el tamaño de las nanopartículas de magnetita se controló dentro del rango de 1 a 40 nm cambiando la temperatura. Las nanopartículas de magnetita bien dispersas en solución acuosa se obtuvieron mediante modificación de la superficie, mejorando el fenómeno de aglomeración de partículas en el método de coprecipitación. Kee et al. comparó los efectos del método hidrotermal y el método de coprecipitación sobre la forma, estructura y tamaño de partículas de Eu-CSH. Señalaron que el método hidrotermal genera nanopartículas, mientras que el método de coprecipitación genera partículas prismáticas submicrónicas. En comparación con el método de coprecipitación, el método hidrotermal exhibe una mayor cristalinidad y una mejor intensidad de fotoluminiscencia en la preparación de polvo de Eu-CSH. JK Han y col. desarrolló un nuevo método de coprecipitación utilizando un disolvente no acuoso N, N-dimetilformamida (DMF) para preparar (Ba1-xSrx) 2SiO4: fósforos de Eu2 con una distribución de tamaño estrecha y una alta eficiencia cuántica cerca de partículas esféricas de tamaño nanométrico o submicrónico. La DMF puede reducir las reacciones de polimerización y ralentizar la velocidad de reacción durante el proceso de precipitación, lo que ayuda a prevenir la agregación de partículas.
2.3 Método de síntesis térmica hidrotermal/disolvente
El método hidrotermal comenzó a mediados del siglo XIX cuando los geólogos simularon la mineralización natural. A principios del siglo XX, la teoría maduró gradualmente y actualmente es uno de los métodos de química de soluciones más prometedores. El método hidrotermal es un proceso en el que se utiliza vapor de agua o una solución acuosa como medio (para transportar iones y grupos moleculares y transferir presión) para alcanzar un estado subcrítico o supercrítico en un ambiente cerrado de alta temperatura y alta presión (el primero tiene una temperatura de 100-240 ℃, mientras que este último tiene una temperatura de hasta 1000 ℃), acelera la velocidad de reacción de hidrólisis de las materias primas y, bajo una fuerte convección, los iones y grupos moleculares se difunden a baja temperatura para la recristalización. La temperatura, el valor de pH, el tiempo de reacción, la concentración y el tipo de precursor durante el proceso de hidrólisis afectan la velocidad de reacción, la apariencia del cristal, la forma, la estructura y la tasa de crecimiento en diversos grados. Un aumento de temperatura no sólo acelera la disolución de las materias primas, sino que también aumenta la colisión efectiva de moléculas para promover la formación de cristales. Las diferentes tasas de crecimiento de cada plano cristalino en los cristales de pH son los principales factores que afectan la fase, el tamaño y la morfología del cristal. La duración del tiempo de reacción también afecta el crecimiento de los cristales, y cuanto mayor sea el tiempo, más favorable será para el crecimiento de los cristales.
Las ventajas del método hidrotermal se manifiestan principalmente en: en primer lugar, alta pureza cristalina, ausencia de contaminación por impurezas, distribución estrecha del tamaño de partículas, alto rendimiento y diversa morfología del producto; La segunda es que el proceso de operación es simple, el costo es bajo y el consumo de energía es bajo. La mayoría de las reacciones se llevan a cabo en ambientes de temperatura media a baja y las condiciones de reacción son fáciles de controlar. El rango de aplicaciones es amplio y puede cumplir con los requisitos de preparación de diversas formas de materiales; En tercer lugar, la presión de la contaminación ambiental es baja y relativamente respetuosa con la salud de los operadores. Sus principales inconvenientes son que el precursor de la reacción se ve fácilmente afectado por el pH, la temperatura y el tiempo ambientales, y el producto tiene un bajo contenido de oxígeno.
El método solvotérmico utiliza disolventes orgánicos como medio de reacción, lo que amplía aún más la aplicabilidad de los métodos hidrotermales. Debido a las diferencias significativas en las propiedades físicas y químicas entre los disolventes orgánicos y el agua, el mecanismo de reacción es más complejo y la apariencia, estructura y tamaño del producto son más diversos. Nallappan et al. Sintetizó cristales de MoOx con diferentes morfologías, desde láminas hasta nanobarras, controlando el tiempo de reacción del método hidrotermal utilizando dialquilsulfato de sodio como agente director de cristales. Dianwen Hu et al. materiales compuestos sintetizados a base de polioximolibdeno cobalto (CoPMA) y UiO-67 o que contienen grupos bipiridilo (UiO-bpy) utilizando el método solvotérmico optimizando las condiciones de síntesis.
2.4 Método sol-gel
El método sol gel es un método químico tradicional para preparar materiales funcionales inorgánicos, que se usa ampliamente en la preparación de nanomateriales metálicos. En 1846, Elbelmen utilizó por primera vez este método para preparar SiO2, pero su uso aún no estaba maduro. El método de preparación consiste principalmente en agregar un activador de iones de tierras raras en la solución de reacción inicial para hacer que el solvente se volatilice para formar un gel, y el gel preparado obtiene el producto objetivo después del tratamiento de temperatura. El fósforo producido por el método sol gel tiene buenas características morfológicas y estructurales, y el producto tiene un tamaño de partícula pequeño y uniforme, pero es necesario mejorar su luminosidad. El proceso de preparación del método sol-gel es simple y fácil de operar, la temperatura de reacción es baja y el rendimiento de seguridad es alto, pero el tiempo es largo y la cantidad de cada tratamiento es limitada. Gaponenko et al. preparó una estructura multicapa amorfa de BaTiO3/SiO2 mediante centrifugación y tratamiento térmico mediante el método sol-gel con buena transmisividad e índice de refracción, y señaló que el índice de refracción de la película de BaTiO3 aumentará con el aumento de la concentración de sol. En 2007, el grupo de investigación de Liu L capturó con éxito el complejo sensibilizador/ion metálico Eu3+, altamente fluorescente y estable a la luz, en nanocompuestos a base de sílice y gel seco dopado utilizando el método sol gel. En varias combinaciones de diferentes derivados de sensibilizadores de tierras raras y plantillas nanoporosas de sílice, el uso de sensibilizador de 1,10-fenantrolina (OP) en una plantilla de tetraetoxisilano (TEOS) proporciona el mejor gel seco dopado con fluorescencia para probar las propiedades espectrales de Eu3+.
2.5 Método de síntesis por microondas
El método de síntesis por microondas es un nuevo método de síntesis química ecológico y libre de contaminación en comparación con el método de estado sólido de alta temperatura, que se usa ampliamente en la síntesis de materiales, especialmente en el campo de la síntesis de nanomateriales, y muestra un buen impulso de desarrollo. El microondas es una onda electromagnética con una longitud de onda entre 1 nn y 1 m. El método de microondas es el proceso en el que las partículas microscópicas dentro del material de partida se polarizan bajo la influencia de la intensidad de un campo electromagnético externo. A medida que cambia la dirección del campo eléctrico de microondas, la dirección del movimiento y la disposición de los dipolos cambian continuamente. La respuesta de histéresis de los dipolos, así como la conversión de su propia energía térmica sin necesidad de colisiones, rozamientos y pérdidas dieléctricas entre átomos y moléculas, consigue el efecto de calentamiento. Debido al hecho de que el calentamiento por microondas puede calentar uniformemente todo el sistema de reacción y conducir energía rápidamente, promoviendo así el progreso de las reacciones orgánicas, en comparación con los métodos de preparación tradicionales, el método de síntesis por microondas tiene las ventajas de una velocidad de reacción rápida, seguridad ecológica, tamaño pequeño y uniforme. tamaño de partícula del material y alta pureza de fase. Sin embargo, la mayoría de los informes utilizan actualmente absorbentes de microondas como polvo de carbón, Fe3O4 y MnO2 para proporcionar indirectamente calor para la reacción. Las sustancias que son fácilmente absorbidas por las microondas y que pueden activar los propios reactivos necesitan una mayor exploración. Liu y cols. combinaron el método de coprecipitación con el método de microondas para sintetizar espinela pura LiMn2O4 con morfología porosa y buenas propiedades.
2.6 Método de combustión
El método de combustión se basa en métodos de calentamiento tradicionales, que utilizan la combustión de materia orgánica para generar el producto objetivo después de que la solución se evapora hasta sequedad. El gas generado por la combustión de materia orgánica puede frenar eficazmente la aparición de aglomeración. En comparación con el método de calentamiento en estado sólido, reduce el consumo de energía y es adecuado para productos con requisitos de baja temperatura de reacción. Sin embargo, el proceso de reacción requiere la adición de compuestos orgánicos, lo que aumenta el coste. Este método tiene una pequeña capacidad de procesamiento y no es adecuado para la producción industrial. El producto producido por el método de combustión tiene un tamaño de partícula pequeño y uniforme, pero debido al corto proceso de reacción, puede haber cristales incompletos, lo que afecta el rendimiento de luminiscencia de los cristales. Anning et al. utilizó La2O3, B2O3 y Mg como materiales de partida y utilizó síntesis de combustión asistida por sal para producir polvo de LaB6 en lotes en un corto período de tiempo.
3. Aplicación deeuropio de tierras rarascomplejos en el desarrollo de huellas dactilares
El método de visualización en polvo es uno de los métodos de visualización de huellas dactilares más clásicos y tradicionales. En la actualidad, los polvos que muestran huellas dactilares se pueden dividir en tres categorías: polvos tradicionales, como los polvos magnéticos compuestos de polvo fino de hierro y polvo de carbón; Polvos metálicos, como polvo de oro,polvo de platay otros polvos metálicos con estructura de red; Polvo fluorescente. Sin embargo, los polvos tradicionales suelen tener grandes dificultades para mostrar huellas dactilares o huellas dactilares antiguas en objetos de fondo complejos y tienen cierto efecto tóxico sobre la salud de los usuarios. En los últimos años, el personal de ciencia y tecnología criminal ha favorecido cada vez más la aplicación de materiales nanofluorescentes para la visualización de huellas dactilares. Debido a las propiedades luminiscentes únicas de Eu3+ y la aplicación generalizada detierras rarassustancias,europio de tierras rarasLos complejos no sólo se han convertido en un punto de investigación en el campo de la ciencia forense, sino que también ofrecen ideas de investigación más amplias para la visualización de huellas dactilares. Sin embargo, Eu3+ en líquidos o sólidos tiene un rendimiento deficiente de absorción de luz y debe combinarse con ligandos para sensibilizar y emitir luz, lo que permite que Eu3+ exhiba propiedades de fluorescencia más fuertes y persistentes. Actualmente, los ligandos comúnmente utilizados incluyen principalmente β-dicetonas, ácidos carboxílicos y sales de carboxilato, polímeros orgánicos, macrociclos supramoleculares, etc. Con la investigación y aplicación en profundidad deeuropio de tierras rarascomplejos, se ha descubierto que en ambientes húmedos, la vibración de las moléculas de coordinación de H2O eneuropioLos complejos pueden provocar la extinción de la luminiscencia. Por lo tanto, para lograr una mejor selectividad y un fuerte contraste en la visualización de huellas dactilares, es necesario realizar esfuerzos para estudiar cómo mejorar la estabilidad térmica y mecánica deeuropiocomplejos.
En 2007, el grupo de investigación de Liu L fue el pionero en introducireuropiocomplejos en el ámbito de la visualización de huellas dactilares por primera vez en el país y en el extranjero. Los complejos sensibilizador/ion metálico Eu3+, altamente fluorescentes y estables a la luz, capturados mediante el método sol gel se pueden utilizar para la posible detección de huellas dactilares en diversos materiales forenses, como láminas de oro, vidrio, plástico, papel de colores y hojas verdes. La investigación exploratoria presentó el proceso de preparación, los espectros UV/Vis, las características de fluorescencia y los resultados del etiquetado de huellas dactilares de estos nuevos nanocompuestos Eu3+/OP/TEOS.
En 2014, Seung Jin Ryu et al. formó por primera vez un complejo Eu3+ ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) por hexahidratocloruro de europio(EuCl3 · 6H2O) y 1-10 fenantrolina (Phen). A través de la reacción de intercambio iónico entre las capas intermedias de iones de sodio yeuropioSe obtuvieron iones complejos, compuestos nanohíbridos intercalados (Eu (Phen) 2) 3+- esteatita de litio sintetizada y Eu (Phen) 2) 3+- montmorillonita natural). Bajo la excitación de una lámpara UV a una longitud de onda de 312 nm, los dos complejos no solo mantienen fenómenos de fotoluminiscencia característicos, sino que también tienen una mayor estabilidad térmica, química y mecánica en comparación con los complejos Eu3+ puros. Sin embargo, debido a la ausencia de iones de impureza apagados como el hierro en el cuerpo principal de la esteatita de litio, [Eu (Phen) 2] 3+- la esteatita de litio tiene mejor intensidad de luminiscencia que [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonita, y la huella digital muestra líneas más claras y un contraste más fuerte con el fondo. En 2016, V Sharma et al. Polvo nanofluorescente de aluminato de estroncio sintetizado (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) mediante el método de combustión. El polvo es adecuado para mostrar huellas dactilares recientes y antiguas en objetos permeables y no permeables, como papel de color común, papel de embalaje, papel de aluminio y discos ópticos. No sólo exhibe una alta sensibilidad y selectividad, sino que también tiene características de brillo fuerte y duradero. En 2018, Wang et al. nanopartículas de CaS preparadas (ESM-CaS-NP) dopadas coneuropio, samarioy manganeso con un diámetro medio de 30 nm. Las nanopartículas se encapsularon con ligandos anfifílicos, lo que les permitió dispersarse uniformemente en agua sin perder su eficiencia de fluorescencia; La comodificación de la superficie ESM-CaS-NP con 1-dodeciltiol y ácido 11-mercaptoundecanoico (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP resolvió con éxito el problema de la extinción de la fluorescencia en agua y la agregación de partículas causada por la hidrólisis de partículas en el nanofluorescente. polvo. Este polvo fluorescente no solo muestra posibles huellas dactilares en objetos como papel de aluminio, plástico, vidrio y baldosas de cerámica con alta sensibilidad, sino que también tiene una amplia gama de fuentes de luz de excitación y no requiere costosos equipos de extracción de imágenes para mostrar huellas dactilares. El mismo año, el grupo de investigación de Wang sintetizó una serie de ternarios.europiocomplejos [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] usando ácido orto, meta y p-metilbenzoico como primer ligando y orto fenantrolina como segundo ligando usando el método de precipitación. Bajo la irradiación de luz ultravioleta de 245 nm, se pueden mostrar claramente posibles huellas dactilares en objetos como plásticos y marcas comerciales. En 2019, Sung Jun Park et al. YBO3 sintetizado: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fósforos a través del método solvotérmico, mejorando efectivamente la detección potencial de huellas dactilares y reduciendo la interferencia del patrón de fondo. En 2020, Prabakaran et al. desarrollaron un compuesto fluorescente de Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dextrosa, utilizando EuCl3 · 6H20 como precursor. Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 se sintetizó usando Phen y 5,5′ – DMBP mediante un método de solvente caliente, y luego Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Se utilizaron Cl3 y D-Dextrosa como precursores para formar Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3 mediante el método de adsorción. Complejo 3/D-Dextrosa. A través de experimentos, el compuesto puede mostrar claramente huellas dactilares en objetos como tapas de botellas de plástico, vasos y moneda sudafricana bajo la excitación de luz solar de 365 nm o luz ultravioleta, con mayor contraste y rendimiento de fluorescencia más estable. En 2021, Dan Zhang et al. diseñó y sintetizó con éxito un nuevo complejo hexanuclear Eu3 + Eu6 (PPA) 18CTP-TPY con seis sitios de unión, que tiene una excelente estabilidad térmica de fluorescencia (<50 ℃) y puede usarse para la visualización de huellas dactilares. Sin embargo, se necesitan más experimentos para determinar cuál es la especie huésped adecuada. En 2022, L Brini et al. sintetizó con éxito polvo fluorescente Eu: Y2Sn2O7 mediante el método de coprecipitación y un tratamiento de molienda adicional, que puede revelar posibles huellas dactilares en objetos de madera e impermeables. En el mismo año, el grupo de investigación de Wang sintetizó NaYF4: Yb utilizando el método de síntesis térmica con solvente, Er@YVO4 Eu core -material de nanofluorescencia tipo carcasa, que puede generar fluorescencia roja bajo excitación ultravioleta de 254 nm y fluorescencia verde brillante bajo infrarrojo cercano de 980 nm excitación, logrando la visualización en modo dual de posibles huellas dactilares en el huésped. La posible visualización de huellas dactilares en objetos como baldosas de cerámica, láminas de plástico, aleaciones de aluminio, RMB y papel con membrete de colores exhibe una alta sensibilidad, selectividad, contraste y una fuerte resistencia a la interferencia del fondo.
4 perspectiva
En los últimos años, las investigaciones sobreeuropio de tierras rarasLos complejos han atraído mucha atención gracias a sus excelentes propiedades ópticas y magnéticas, como alta intensidad de luminiscencia, alta pureza del color, larga vida útil de la fluorescencia, grandes espacios de absorción y emisión de energía y picos de absorción estrechos. Con la profundización de la investigación sobre materiales de tierras raras, sus aplicaciones en diversos campos, como iluminación y visualización, biociencia, agricultura, ejército, industria de la información electrónica, transmisión de información óptica, lucha contra la falsificación de fluorescencia, detección de fluorescencia, etc., se están generalizando cada vez más. Las propiedades ópticas deeuropioLos complejos son excelentes y sus campos de aplicación se están ampliando gradualmente. Sin embargo, su falta de estabilidad térmica, propiedades mecánicas y procesabilidad limitará sus aplicaciones prácticas. Desde la perspectiva de la investigación actual, la investigación de aplicaciones de las propiedades ópticas deeuropioLos complejos en el campo de la ciencia forense deberían centrarse principalmente en mejorar las propiedades ópticas deeuropiocomplejos y resolviendo los problemas de las partículas fluorescentes que son propensas a agregarse en ambientes húmedos, manteniendo la estabilidad y la eficiencia de luminiscencia deeuropiocomplejos en soluciones acuosas. Hoy en día, el progreso de la sociedad y la ciencia y la tecnología ha planteado mayores requisitos para la preparación de nuevos materiales. Si bien satisface las necesidades de la aplicación, también debe cumplir con las características de diseño diversificado y bajo costo. Por lo tanto, más investigaciones sobreeuropiocomplejos es de gran importancia para el desarrollo de los ricos recursos de tierras raras de China y el desarrollo de la ciencia y la tecnología criminales.
Hora de publicación: 01-nov-2023