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Progrès de la recherche sur les matériaux luminescents à longue rémanence

Nombre Parcourir:368     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2020-06-25      origine:Propulsé


Contenu de base du matériau luminescent à longue rémanence

Longue rémanencematériaux luminescentssont appelés aussi longtempsmatériaux rémanents, également appelés matériaux lumineux. C'est une sorte de matériau de photoluminescence qui émet de la lumière visible sous l'excitation d'une source lumineuse et stocke une partie de l'énergie lumineuse obtenue. Une fois l'excitation arrêtée, l'énergie est lentement libérée sous forme de lumière. Par conséquent, il est également appelé \"matériau source de lumière verte.Matériau luminescentest également appelé corps lumineux. C'est un matériau fonctionnel qui peut convertir diverses formes d'énergie absorbées de l'extérieur en un rayonnement lumineux déséquilibré. Parce qu'il peut utiliser la lumière du soleil ou la lumière pour stocker la lumière, puis il émet de la lumière la nuit ou dans l'obscurité, il est donc largement utilisé dans l'indication d'urgence de nuit, les appareils ou composants optoélectroniques, l'affichage des instruments, l'éclairage de bas niveau, la décoration de la maison et l'armée de défense (comme la carte de voyage de nuit), etc. On s'attend davantage à ce qu'il soit appliqué au traitement de l'information et aux nouveaux domaines de l'énergie, des sciences de la vie et des sciences et technologies avancées, affectant le développement des sciences et technologies futures. Il existe différents types dematériaux électroluminescents, et les principaux types sont: photoluminescence, émission de rayons cathodiques, électroluminescence, pyroluminescence, émission de rayonnement, etc.

Progrès de la recherche de matériaux luminescents à longue rémanence

Les matériaux organiques à longue rémanence sont une classe dematériaux luminescentsdéveloppé ces dernières années. Cependant, la plupart des molécules organiques peuvent présenter une longue luminescence de rémanence à température ambiante uniquement dans un état agrégé (comme un cristal) ou doivent être dopées dans un hôte spécial. La raison principale est que les molécules peuvent réaliser un couplage électronique entre les molécules à l'état agrégé. Le croisement intersystémique (ISC) sensibilise les états excités des triplets. Afin d'obtenir une longue émission de rémanence de molécules organiques à l'état amorphe, une équipe a collaboré pour construire une petite molécule organique (CzDPS) avec couplage électronique intramoléculaire. Les unités carbazole (donneur) et diphénylsulfone (accepteur) dans la molécule sont proches dans l'espace. Cette action spatiale étroite du récepteur peut efficacement médier le passage entre les lignées et obtenir une longue luminescence persistante dans des états non groupés. Les résultats montrent que CzDPS a non seulement une phosphorescence à température ambiante à l'état cristallin, mais aussilongue luminescence de rémanencedans l'adhésif photodurcissable avec une concentration de dopage de seulement 1% en poids, ce qui indique que ce type de matériau a une bonne application potentielle dans les domaines des plastiques et de l'impression 3D photodurcissable.


matériau auto-lumineux



Sur cette base, l'équipe a également exploré l'application du matériau organique à longue rémanence dans l'imagerie à résolution temporelle. La durée de vie en luminescence des matériaux organiques traditionnels est généralement de l'ordre des nanosecondes à millisecondes, et un équipement d'imagerie complexe et sophistiqué est souvent nécessaire pour distinguerluminescence des matériaux de la lumière diffusée en arrière-plan. Le matériau à longue rémanence a une durée de vie lumineuse de quelques secondes, et une luminescence de longue durée avec un retard de millisecondes peut être détectée par une caméra CMOS générale. En utilisant la longue propriété de luminescence rémanente de CzDPS, l'équipe n'a réalisé l'imagerie par luminescence à résolution temporelle des empreintes digitales qu'en éclairant l'échantillon attaché à l'empreinte digitale sous leLumière LED UV, en utilisant le téléphone portable pour prendre des photos après avoir éteint la lumière UV LED, et en éliminant efficacement la lumière diffusée et les interférences de l'autofluorescence du substrat sur la reconnaissance des empreintes digitales. Il fournit une nouvelle méthode simple d'identification des empreintes digitales. Les résultats sont publiés dans la revue Materials Horizons.

Statut de recherche de divers matériaux

Longue rémanencematériaux luminescentsont été beaucoup étudiés et une variété de matériaux inorganiques a émergé, allant de la simple luminescence matricielle aux matériaux solides matriciels spéciaux dopés aux ions de terres rares. Les performances lumineuses sont également améliorées en continu. L'état de recherche de certains matériaux sera présenté ci-dessous.

(1) Système sulfure

Série sulfure longue rémanencematériaux luminescentsont une longue histoire de développement. En 1866, le français Sidot a produit pour la première fois des matériaux à longue lueur et une production industrielle au début du XXe siècle. Depuis lors, une variété de matériaux à longue rémanence du système sulfure ont été développés, tels que la lumière bleu-violet CaS: Bi, le ZnCd: Cu à émission jaune. Cependant, les matériaux à longue rémanence des systèmes de sulfure ont une faible luminosité lumineuse, un temps de rémanence court, une mauvaise stabilité chimique et sont sujets à la déliquescence. Bien que ces lacunes puissent être surmontées en ajoutant des éléments radioactifs, un revêtement de matériau, etc., l'ajout d'éléments radioactifs nuit à la santé humaine et à l'environnement. Par conséquent, son utilisation pratique est très limitée.

(2) Système de matrice aluminate

Dans les années 1960, des chercheurs japonais ont découvert le long phénomène de rémanence de SrAl204: Eu2 + et y ont développé un intérêt de recherche approfondi. Des recherches plus approfondies sur ce matériau ont montré que les propriétés de rémanence sont considérablement améliorées par rapport aux matériaux à matrice sulfurée. La luminosité lumineuse, le temps de rémanence et la stabilité chimique des systèmes d'aluminate sont incomparables avec les matériaux de longue rémanence des systèmes de sulfure de première génération. Cependant, les matériaux d'aluminate alcalino-terreux ont une couleur lumineuse unique, une température de synthèse élevée et sont sujets à la déliquescence au contact de l'eau.

(3) Système silicate

En fait, les gens attachent depuis longtemps de l'importance à la recherche et au développement de phosphores de silicate. Parce que le silicatematériaux luminescentsdans le système de silicate ont une bonne stabilité chimique et thermique, et les matières premières de silice de haute pureté sont bon marché et facilement disponibles, la température de frittage est inférieure à 100 ° C par rapport au système d'aluminate. Les caractéristiques du silicate à longue rémanencematériaux luminescentssont les suivants: l'irradiance externe est stable, ce qui élargit la gamme de couleurs lumineuses du matériau, en particulier les matériaux bleus dans le domaine de la sécurité incendie. En raison de ses caractéristiques d'absorption de la lumière et de luminescence, pas besoin d'énergie, installation pratique, faible coût, sans entretien et facteur de sécurité élevé, les matériaux spéciaux ont non seulement d'excellentes caractéristiques d'application, mais aussi une luminosité de rémanence élevée et une longue durée, ajoutant de nouveaux variétés pour les matériaux électroluminescents. De plus, comme les caractéristiques d'application des matériaux du système au silicate sont en cas de panne de courant d'urgence, il n'a pas besoin d'énergie artificielle pour obtenir un éclairage rapide, de sorte que l'application dans certains domaines (comme l'industrie céramique) est très demandée. Il est actuellement meilleur que les systèmes d'aluminate dans les systèmes d'urgence incendie et les systèmes d'indication de sécurité. Les derniers produits de haute technologie tels que les passages, les panneaux de sortie de sécurité, les panneaux d'équipement d'extinction d'incendie, les panneaux d'avertissement, etc. ont été largement utilisés dans l'industrie de la protection contre les incendies au pays et à l'étranger.


signe lumineux



(4) Système Titanate

Les titanates de métaux alcalino-terreux activés par les terres rares sont un autre type de longue rémanence rougematériau luminescentavec des propriétés chimiques stables, une intensité lumineuse élevée et une bonne pureté de couleur. La matrice luminescente des titanates activés aux terres rares est principalement du carbonate alcalino-terreux. Les premières recherches ont activé BaTiO3 activé par Sm3 + et CaTiO3 activé par Cr3 +. Actuellement, plus de rapports sont activés par Pr3 + SrTiO3 et CaTiO3. Son processus de production utilise Ti0. Et le carbonate alcalino-terreux en tant que matières premières, ajoute une certaine quantité d'ions activateurs, etc., et mélange ZnO, MgO, Al203 dans la matrice par une réaction en phase solide à haute température pour fabriquer Zn, Mg, AlI et d'autres pièces Remplacer l'alcalin élément de terre dans la matrice de la matrice, de manière à obtenir une bonne luminosité lumineuse et un long temps de rémanence. Le titanate alcalino-terreux rouge longue rémanencematériau luminescentreprésentée par CaTiO3: Pr3 + est non seulement stable, de bonne performance, mais aussi de couleur pure. L'étude de son mécanisme de luminescence et la recherche de moyens efficaces de propriétés de rémanence élevées sont d'une grande importance pour l'étude de nouveaux matériaux de rémanence longue rouge. Cependant, le plus gros inconvénient de ce système est que la luminosité lumineuse n'est pas suffisante, et le temps de rémanence ne peut pas répondre aux exigences des applications pratiques, et l'intensité d'excitation dans la zone de lumière visible doit être encore améliorée.

(5) Système d'oxyde de soufre

Le matériau luminescent à longue rémanence de l'oxyde de soufre est un nouveau type de longue rémanencematériau luminescent. Son système matriciel est principalement composé d'oxyde de soufre de terre rare Y202S activé par Eu2 + et Sm3 +. Série d'oxyde de soufre longue rémanencematériaux luminescentssont actuellement le meilleur type de matériaux luminescents à longue rémanence parmi les matériaux luminescents à longue rémanence rouge. Cependant, le matériau de la matrice de la poudre luminescente est composé d'oxyde de soufre de terres rares, le coût est trop élevé et la luminosité lumineuse et la durée de rémanence ne sont pas aussi bonnes que les séries d'aluminate et de silicate alcalino-terreux bleu-vertmatériaux luminescents.

Perspective des matériaux luminescents à longue rémanence

Jusqu'à présent, longue rémanencematériaux luminescentssont encore utilisés dans les matériaux noctilucents. Sur la base des caractéristiques de ces matériaux, nous pensons que ces matériaux peuvent avoir des applications dans les domaines de la catalyse environnementale et de la biomédecine et de l'énergie. Nous avons effectué des explorations préliminaires en catalyse environnementale et en biomarqueurs, et avons obtenu certains résultats. Par exemple, en mélangeant avec des matériaux photocatalytiques, on constate que cesmatériaux compositesont toujours un effet photocatalytique en l'absence de lumière ou d'obscurité, et devraient devenir une classe de matériaux multifonctionnels. Comme mentionné précédemment, CaWO sphérique; Eu * rouge longue rémanencematériaux luminescentsont été préparés en utilisant les longues caractéristiques de luminescence de rémanence du système de tungstate que nous avons trouvées (le temps de rémanence satisfait simplement les exigences des biomarqueurs). Après cela, nous avons mené des recherches en tant que nouveau type de marqueur bioluminescent, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles directions pour l'application de matériaux luminescents dans le domaine biomédical. En outre, ces matériaux sont également susceptibles d'être appliqués à l'énergie solaire, devenant un nouveau type de matériaux de conversion photoélectrique et de matériaux énergétiques.


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