الگوهای پاپیلری روی انگشتان انسان اساساً در ساختار توپولوژیکی خود از بدو تولد بدون تغییر باقی می ماند و دارای خصوصیات مختلفی از شخص به فرد دیگر است و الگوهای پاپیلری در هر انگشت یک شخص نیز متفاوت است. الگوی پاپیلا روی انگشتان پراکنده و با بسیاری از منافذ عرق توزیع می شود. بدن انسان به طور مداوم مواد مبتنی بر آب مانند عرق و مواد روغنی مانند روغن را ترشح می کند. این مواد هنگام تماس با شیء منتقل و واریز می کنند و برداشتی از شی را ایجاد می کنند. این دقیقاً به دلیل ویژگی های منحصر به فرد چاپ های دستی ، مانند ویژگی های فردی آنها ، ثبات مادام العمر و ماهیت بازتابی از علائم لمسی است که اثر انگشت از اولین استفاده از اثر انگشت برای شناسایی شخصی در اواخر قرن نوزدهم به نمادی شناخته شده از تحقیقات جنایی و شناسایی هویت شخصی تبدیل شده است.
در صحنه جنایت ، به جز اثر انگشت های رنگی سه بعدی و مسطح ، میزان وقوع اثر انگشت بالقوه بالاترین است. اثر انگشت بالقوه به طور معمول نیاز به پردازش بصری از طریق واکنش های فیزیکی یا شیمیایی دارد. روشهای متداول توسعه اثر انگشت به طور عمده شامل توسعه نوری ، توسعه پودر و توسعه شیمیایی است. در میان آنها ، توسعه پودر به دلیل عملکرد ساده و کم هزینه ، توسط واحدهای مردمی مورد علاقه قرار می گیرد. با این حال ، محدودیت های نمایش اثر انگشت مبتنی بر پودر سنتی دیگر نیازهای تکنسین های جنایتکار ، مانند رنگ ها و مواد پیچیده و متنوع شیء در صحنه جنایت و تضاد ضعیف بین اثر انگشت و رنگ پس زمینه را برآورده نمی کند. اندازه ، شکل ، ویسکوزیته ، نسبت ترکیب و عملکرد ذرات پودر بر حساسیت ظاهر پودر تأثیر می گذارد. انتخاب پودرهای سنتی ضعیف است ، به ویژه افزایش جذب اشیاء مرطوب بر روی پودر ، که انتخاب توسعه پودرهای سنتی را تا حد زیادی کاهش می دهد. در سالهای اخیر ، پرسنل علوم و فناوری جنایی به طور مداوم در حال تحقیق در مورد مواد جدید و روش های سنتز هستند ، از جمله آنهازمین نادرمواد درخشان به دلیل خاصیت منحصر به فرد درخشش ، کنتراست بالا ، حساسیت بالا ، انتخاب بالا و سمیت کم در استفاده از نمایشگر اثر انگشت ، توجه پرسنل علوم جنایی و فناوری را به خود جلب کرده است. مدارهای 4F به تدریج پر شده از عناصر خاکی نادر آنها را با سطح انرژی بسیار غنی وقف می کند و مدارهای الکترونی 5S و 5p لایه از عناصر خاکی نادر کاملاً پر می شوند. الکترونهای لایه 4F محافظت می شوند و به الکترونهای لایه 4F حالت حرکت منحصر به فرد می دهند. بنابراین ، عناصر خاکی نادر از قابلیت نور و ثبات شیمیایی بسیار خوبی برخوردار هستند و بر محدودیت های رنگهای آلی که معمولاً استفاده می شوند ، غلبه می کنند. علاوه بر این ،زمین نادرعناصر همچنین در مقایسه با سایر عناصر خاصیت الکتریکی و مغناطیسی برتر دارند. خصوصیات نوری منحصر به فردزمین نادریون ها ، مانند طول عمر طولانی فلورسانس ، بسیاری از باندهای جذب و انتشار باریک و شکاف بزرگ جذب انرژی و انتشار ، در تحقیقات مرتبط با نمایش اثر انگشت مورد توجه گسترده ای قرار گرفته اند.
در میان بسیاریزمین نادرعناصر ،یونانیرایج ترین مواد درخشان است. demarcay ، کاشفیونانیدر سال 1900 ، برای اولین بار خطوط تیز در طیف جذب Eu3+در محلول را توصیف کرد. در سال 1909 ، شهری کاتدولومینسانس را توصیف کردGD2O3: EU3+. در سال 1920 ، Prandtl برای اولین بار طیف های جذب Eu3+را منتشر کرد و مشاهدات دو ماری را تأیید کرد. طیف جذب Eu3+در شکل 1 نشان داده شده است. Eu3+معمولاً در مداری C2 قرار دارد تا انتقال الکترون ها از سطح 5D0 به 7F2 را تسهیل کند و از این طریق فلورسانس قرمز آزاد شود. EU3+می تواند به انتقال از الکترونهای حالت زمینی به پایین ترین سطح انرژی حالت هیجان زده در محدوده طول موج نور مرئی دست یابد. تحت تحریک نور ماوراء بنفش ، EU3+نورپردازی قرمز قوی را نشان می دهد. این نوع فوتولومینسانس نه تنها در مورد یونهای EU3+که در بسترهای کریستالی یا عینک دوپ شده است ، بلکه به مجتمع های سنتز شده با آن نیز کاربرد داردیونانیو لیگاندهای ارگانیک این لیگاندها می توانند به عنوان آنتن برای جذب لومینسانس تحریک و انتقال انرژی تحریک به سطح انرژی بالاتر یونهای EU3 خدمت کنند. مهمترین کاربردیونانیپودر فلورسنت قرمز استy2O3: Eu3+(Yox) یک مؤلفه مهم لامپ های فلورسنت است. تحریک چراغ قرمز Eu3+نه تنها با نور ماوراء بنفش ، بلکه با پرتو الکترونی (کاتدولومینسانس) ، اشعه ایکس γ α یا ذرات β ، الکترولومینسانس ، لومینسانس اصطکاک یا مکانیکی و روشهای شیمیایی می تواند حاصل شود. با توجه به خصوصیات غنی از درخشش ، یک پروب بیولوژیکی به طور گسترده ای در زمینه های علوم زیست پزشکی یا بیولوژیکی استفاده می شود. در سالهای اخیر ، این امر همچنین علاقه مندی پرسنل علوم جنایی و فناوری را در زمینه علوم پزشکی قانونی برانگیخته و انتخاب خوبی را برای از بین بردن محدودیت های روش پودر سنتی برای نمایش اثر انگشت فراهم می کند و از اهمیت قابل توجهی در بهبود کنتراست ، حساسیت و انتخاب نمایشگر اثر انگشت برخوردار است.
شکل 1 EU3+طیف سنجی جذب
1 ، اصل لومینسانساروپا نادر زمینمجتمع
حالت زمین و تنظیمات الکترونیکی حالت هیجان زدهیونانییونها هر دو نوع 4FN هستند. با توجه به اثر محافظ عالی مدارهای S و D در اطرافیونانییونهای موجود در مدارهای 4f ، انتقال FF ازیونانییون ها نوارهای خطی تیز و طول عمر نسبتاً طولانی فلورسانس دارند. با این حال ، با توجه به راندمان کم نور فوتولومینسانس یونهای یوروپیوم در مناطق ماوراء بنفش و نوری قابل مشاهده ، از لیگاند های آلی برای تشکیل مجتمع هایی با استفاده از مجتمع ها استفاده می شودیونانییونها برای بهبود ضریب جذب مناطق ماوراء بنفش و نوری قابل مشاهده. فلورسانس ساطع شده توسطیونانیمجتمع ها نه تنها از مزایای منحصر به فرد از شدت فلورسانس بالا و خلوص فلورسانس بالا برخوردار هستند ، بلکه با استفاده از راندمان جذب بالا ترکیبات آلی در مناطق ماوراء بنفش و نوری قابل مشاهده نیز می توانند بهبود یابد. انرژی تحریک مورد نیازیونانینوری یون کمبود راندمان فلورسانس کم است. دو اصل اصلی لومینسانس وجود دارداروپا نادر زمینمجتمع ها: یکی از نورپردازی ها است که به لیگاند نیاز داردیونانیمجتمع ها ؛ جنبه دیگر این است که اثر آنتن می تواند حساسیت را بهبود بخشدیونانیلومینسانس یون.
بعد از اینکه از ماوراء بنفش خارجی یا نور مرئی هیجان زده شد ، لیگاند آلی درزمین نادرانتقال پیچیده از حالت زمین S0 به حالت مجرد هیجان انگیز S1. الکترونهای حالت هیجان زده ناپایدار هستند و از طریق تابش به حالت زمین S0 باز می گردند ، انرژی را برای انتشار لیگاند برای انتشار فلورسانس آزاد می کنند ، یا به طور متناوب به حالت سه گانه هیجان زده خود T1 یا T2 از طریق روشهای غیر تابشی می پرند. حالت های هیجان زده سه گانه انرژی را از طریق تابش آزاد می کنند تا فسفرسانس لیگاند تولید کنند ، یا انرژی را بهیونانییون ها از طریق انتقال انرژی درون مولکولی غیر تابشی. پس از هیجان ، یون های یوروپیوم از ایالت زمین به حالت هیجان زده می شوند ویونانییون ها در انتقال حالت هیجان زده به سطح پایین انرژی ، در نهایت بازگشت به حالت زمین ، آزاد سازی انرژی و تولید فلورسانس. بنابراین ، با معرفی لیگاندهای آلی مناسب برای تعامل بازمین نادریون ها و یونهای فلزی مرکزی را از طریق انتقال انرژی غیر تابشی در مولکول ها حساس می کنند ، می توان اثر فلورسانس یونهای نادر زمین را تا حد زیادی افزایش داد و می توان نیاز به انرژی تحریک خارجی را کاهش داد. این پدیده به عنوان اثر آنتن لیگاندها شناخته می شود. نمودار سطح انرژی انتقال انرژی در مجتمع های EU3 در شکل 2 نشان داده شده است.
در فرآیند انتقال انرژی از حالت سه گانه هیجان زده به EU3+، سطح انرژی حالت سه گانه لیگاند مورد نیاز است که بالاتر یا با سطح انرژی حالت هیجان زده EU3+سازگار باشد. اما هنگامی که سطح انرژی سه گانه لیگاند بسیار بیشتر از کمترین انرژی حالت هیجان زده EU3+باشد ، راندمان انتقال انرژی نیز تا حد زیادی کاهش می یابد. هنگامی که تفاوت بین حالت سه گانه لیگاند و کمترین حالت هیجان زده EU3+اندک است ، شدت فلورسانس به دلیل تأثیر میزان غیرفعال سازی حرارتی حالت سه گانه لیگاند تضعیف می شود. مجتمع های β- دیکتون مزایای ضریب جذب UV قوی ، توانایی هماهنگی قوی ، انتقال انرژی کارآمد بازمین نادرs ، و می تواند به هر دو شکل جامد و مایع وجود داشته باشد ، و آنها را به یکی از پرکاربردترین لیگاند ها درزمین نادرمجتمع ها
شکل 2 نمودار سطح انرژی انتقال انرژی در مجتمع EU3+
2. روش سانتزاروپا نادر زمینمجتمع
2.1 روش سنتز حالت جامد درجه حرارت بالا
روش جامد با درجه حرارت بالا روشی متداول برای تهیه استزمین نادرمواد درخشان ، و همچنین در تولید صنعتی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. روش سنتز حالت جامد درجه حرارت بالا ، واکنش رابط های ماده جامد در شرایط دمای بالا (800-1500) برای تولید ترکیبات جدید با انتشار یا حمل اتم یا یونهای جامد است. از روش فاز جامد درجه حرارت بالا برای تهیه استفاده می شودزمین نادرمجتمع ها در مرحله اول ، واکنش دهنده ها به نسبت خاصی مخلوط می شوند و مقدار مناسب شار برای سنگ زنی کامل به یک خمپاره اضافه می شود تا از اختلاط یکنواخت اطمینان حاصل شود. پس از آن ، واکنش دهنده های زمین در یک کوره با درجه حرارت بالا برای کلسیناسیون قرار می گیرند. در طی فرآیند محاسبه ، اکسیداسیون ، کاهش یا گازهای بی اثر با توجه به نیازهای فرآیند آزمایشی پر می شود. پس از محاسبه درجه حرارت بالا ، یک ماتریس با یک ساختار کریستالی خاص تشکیل می شود و یونهای زمین نادر فعال کننده برای تشکیل یک مرکز درخشان به آن اضافه می شوند. مجتمع کلسینه شده برای به دست آوردن محصول باید تحت خنک کننده ، شستشو ، خشک کردن ، سنگ زنی مجدد ، محاسبه و غربالگری در دمای اتاق قرار بگیرد. به طور کلی ، فرآیندهای سنگ زنی و محاسبه چندگانه مورد نیاز است. سنگ زنی چندگانه می تواند سرعت واکنش را تسریع کرده و واکنش را کامل تر کند. این امر به این دلیل است که فرآیند سنگ زنی باعث افزایش سطح تماس با واکنش دهنده ها می شود و سرعت انتشار و حمل و نقل یون ها و مولکول ها را در واکنش دهنده ها به شدت بهبود می بخشد و از این طریق باعث افزایش راندمان واکنش می شود. با این حال ، زمان و درجه حرارت مختلف کلسیناسیون تأثیر بر ساختار ماتریس کریستال تشکیل شده خواهد داشت.
روش حالت جامد با درجه حرارت بالا مزایای عملکرد فرآیند ساده ، کم هزینه و مصرف کوتاه مدت را دارد و آن را به یک فناوری آماده سازی بالغ تبدیل می کند. با این حال ، اشکال اصلی روش حالت جامد با درجه حرارت بالا عبارتند از: اولا ، دمای واکنش مورد نیاز خیلی زیاد است ، که به تجهیزات و ابزارهای بالا نیاز دارد ، انرژی بالایی مصرف می کند و کنترل مورفولوژی کریستالی دشوار است. مورفولوژی محصول ناهموار است و حتی باعث آسیب رساندن به حالت کریستال می شود و بر عملکرد لومینسانس تأثیر می گذارد. ثانیا ، سنگ زنی کافی باعث می شود که واکنش دهنده ها به طور مساوی مخلوط شوند و ذرات کریستالی نسبتاً بزرگ هستند. به دلیل سنگ زنی دستی یا مکانیکی ، ناخالصی ها به ناچار مخلوط می شوند تا بر لومینسانس تأثیر بگذارند و در نتیجه خلوص کم محصول ایجاد شود. شماره سوم کاربرد پوشش ناهموار و تراکم ضعیف در طی فرآیند درخواست است. لای و همکاران. یک سری از پودرهای فلورسنت پلی کروماتیک تک فاز SR5 (PO4) 3CL را با استفاده از روش سنتی حالت جامد با درجه حرارت بالا ، با EU3+و TB3+دوپ کرد. تحت تحریک نزدیک به Ultraviolet ، پودر فلورسنت می تواند با توجه به غلظت دوپینگ ، رنگ لومینسانس فسفر را از ناحیه آبی به منطقه سبز تنظیم کند و باعث بهبود نقص شاخص رندر رنگ کم و دمای رنگ بالا در دیودهای دارای نور سفید شود. مصرف انرژی بالا مشکل اصلی در سنتز پودرهای فلورسنت مبتنی بر بوروفسفات با روش حالت جامد درجه حرارت بالا است. در حال حاضر ، محققان بیشتر و بیشتر متعهد به توسعه و جستجوی ماتریس های مناسب برای حل مشکل مصرف انرژی زیاد روش جامد با درجه حرارت بالا هستند. در سال 2015 ، Hasegawa و همکاران. آماده سازی حالت جامد با دمای پایین فاز Li2NABP2O8 (LNBP) را با استفاده از گروه فضایی P1 سیستم Triclinic برای اولین بار تکمیل کرد. در سال 2020 ، ژو و همکاران. گزارش یک مسیر سنتز حالت جامد با دمای پایین برای یک رمان Li2NABP2O8: Eu3+(LNBP: EU) فسفر ، کاوش در مصرف انرژی کم و مسیر سنتز کم هزینه برای فسفورهای غیر آلی.
2.2 روش بارش CO
روش بارش CO همچنین یک روش سنتز "شیمیایی نرم" متداول برای تهیه مواد شفاف زمین نادر زمین معدنی است. روش بارش CO شامل اضافه کردن یک رسوب به واکنش دهنده است ، که با کاتیونها در هر واکنش دهنده واکنش نشان می دهد تا یک رسوب را تشکیل دهد یا واکنش دهنده را تحت شرایط خاص ایجاد کند تا اکسیدها ، هیدروکسیدها ، نمک های نامحلول و غیره را تشکیل دهد. مزایای استفاده از روش بارش CO ، عملکرد ساده ، مصرف کوتاه مدت ، مصرف انرژی کم و خلوص بالای محصول است. برجسته ترین مزیت آن این است که اندازه ذرات کوچک آن می تواند به طور مستقیم نانوکریستال ها را تولید کند. اشکال روش بارش CO عبارتند از: اولا ، پدیده تجمع محصول به دست آمده شدید است که بر عملکرد درخشان مواد فلورسنت تأثیر می گذارد. ثانیا ، شکل محصول نامشخص و کنترل آن دشوار است. ثالثاً ، الزامات خاصی برای انتخاب مواد اولیه وجود دارد و شرایط بارش بین هر واکنش دهنده باید تا حد امکان مشابه یا یکسان باشد ، که برای استفاده از مؤلفه های مختلف سیستم مناسب نیست. K. Petcharoen و همکاران. نانوذرات مگنتیت کروی سنتز با استفاده از هیدروکسید آمونیوم به عنوان یک روش رسوب CO رسوب و شیمیایی. اسید استیک و اسید اولئیک در مرحله تبلور اولیه به عنوان عوامل پوشش معرفی شدند و اندازه نانوذرات مگنتیت در محدوده 1-40 نانومتر با تغییر دما کنترل شد. نانوذرات مگنتیت به خوبی پراکنده در محلول آبی از طریق اصلاح سطح به دست آمد و باعث بهبود پدیده تجمع ذرات در روش بارش CO شد. کی و همکاران. اثرات روش هیدروترمال و روش بارش CO را بر روی شکل ، ساختار و اندازه ذرات EU-CSH مقایسه کنید. آنها خاطرنشان كردند كه روش هیدروترمال نانوذرات را تولید می كند ، در حالی كه روش بارش CO ذرات منشوری زیر میکرون را تولید می كند. در مقایسه با روش بارش CO ، روش هیدروترمال در تهیه پودر EU-CSH ، تبلور بالاتری و شدت نوری بهتر از آن را نشان می دهد. JK Han et al. یک روش جدید بارش CO را با استفاده از یک حلال غیر آبی N ، N-dimethylformamide (DMF) برای تهیه (BA1-XSRX) 2SIO4 تهیه کرد: فسفر EU2 با توزیع اندازه باریک و راندمان کوانتومی بالا در نزدیکی نانو کروی یا ذرات اندازه زیر میکرون. DMF می تواند واکنش های پلیمریزاسیون را کاهش داده و سرعت واکنش را در طی فرآیند بارش کند کند و به جلوگیری از تجمع ذرات کمک می کند.
2.3 روش سنتز حرارتی هیدروترمال/حلال
روش هیدروترمال در اواسط قرن نوزدهم آغاز شد که زمین شناسان کانی سازی طبیعی را شبیه سازی کردند. در اوایل قرن بیستم ، این تئوری به تدریج بالغ شد و در حال حاضر یکی از امیدوار کننده ترین روش های شیمی راه حل است. روش هیدروترمال فرایندی است که در آن از بخار آب یا محلول آبی به عنوان محیط (برای حمل و نقل یون ها و گروه های مولکولی و فشار انتقال) استفاده می شود تا به یک حالت زیر بحرانی یا فوق بحرانی در یک محیط بسته با فشار بالا و فشار بالا (درجه اول دمای 100-240 ℃ باشد ، در حالی که دومی دارای درجه حرارت و فشار خون پایین است ، رعایت سرعت 1000 ℃) ، هیدرولیز را تسریع کنید ، هیدرولیز را تسریع کنید ، هیدرولیز را تسریع کنید ، هیدرولیز را تسریع کنید. برای تبلور مجدد در دمای پایین پخش می شود. دما ، pH ، زمان واکنش ، غلظت و نوع پیشرو در طی فرآیند هیدرولیز بر میزان واکنش ، ظاهر کریستال ، شکل ، ساختار و سرعت رشد تا درجات مختلف تأثیر می گذارد. افزایش دما نه تنها باعث انحلال مواد اولیه می شود ، بلکه باعث افزایش برخورد موثر مولکول ها برای ترویج تشکیل کریستال می شود. نرخ رشد متفاوت هر صفحه کریستال در کریستال های pH عوامل اصلی مؤثر بر فاز ، اندازه و مورفولوژی کریستال است. طول زمان واکنش نیز بر رشد کریستال تأثیر می گذارد و هرچه زمان طولانی تر باشد ، برای رشد کریستال مطلوب تر است.
مزایای استفاده از روش هیدروترمال عمدتاً در: اولا ، خلوص کریستال بالا ، بدون آلودگی ناخالصی ، توزیع اندازه ذرات باریک ، عملکرد بالا و مورفولوژی متنوع محصول. دوم این است که روند کار ساده است ، هزینه کم است و مصرف انرژی کم است. بیشتر واکنش ها در محیط های دمای متوسط تا پایین انجام می شود و شرایط واکنش آسان است. دامنه برنامه گسترده است و می تواند الزامات آماده سازی اشکال مختلف مواد را برآورده کند. سوم ، فشار آلودگی محیط زیست کم است و برای سلامت اپراتورها نسبتاً دوستانه است. اشکال اصلی آن این است که پیشرو واکنش به راحتی تحت تأثیر pH ، دما و زمان محیطی قرار می گیرد و این محصول دارای میزان اکسیژن کم است.
روش Solvothermal از حلالهای آلی به عنوان محیط واکنش استفاده می کند و بیشتر کاربرد روشهای هیدروترمال را گسترش می دهد. با توجه به تفاوت های معنی داری در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بین حلال های آلی و آب ، مکانیسم واکنش پیچیده تر است و ظاهر ، ساختار و اندازه محصول متنوع تر است. نالاپان و همکاران. کریستال های MOOX سنتز شده با مورفولوژی های مختلف از ورق به نانورود با کنترل زمان واکنش روش هیدروترمال با استفاده از سدیم دیالکیل سولفات به عنوان عامل کارگردانی کریستال. دایانوین هو و همکاران. مواد کامپوزیت سنتز شده بر اساس کبالت پلی اکسیمولیبدن (COPMA) و UIO-67 یا حاوی گروه های بیپیریدیل (UIO-BPY) با استفاده از روش Solvothermal با بهینه سازی شرایط سنتز.
2.4 روش ژل سول
روش Sol Gel یک روش شیمیایی سنتی برای تهیه مواد عملکردی معدنی است که به طور گسترده در تهیه نانومواد فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در سال 1846 ، Elbelmen برای اولین بار از این روش برای تهیه SIO2 استفاده کرد ، اما استفاده از آن هنوز بالغ نبود. روش آماده سازی عمدتاً برای افزودن فعال کننده یون خاکی نادر در محلول واکنش اولیه برای تبدیل شدن حلال برای ساخت ژل است و ژل تهیه شده پس از تصفیه دما ، محصول مورد نظر را دریافت می کند. فسفر تولید شده با روش Sol Gel دارای مورفولوژی و خصوصیات ساختاری خوبی است و این محصول دارای اندازه ذرات یکنواخت کمی است ، اما درخشندگی آن باید بهبود یابد. فرآیند آماده سازی روش ژل ساده و آسان برای کار کردن ، دمای واکنش کم است و عملکرد ایمنی زیاد است ، اما زمان طولانی است و میزان هر درمان محدود است. Gaponenko و همکاران. ساختار چند لایه BATIO3/SIO2 آمورف را با استفاده از سانتریفیوژ و روش Sol-GEL با استفاده از سانتریفیوژ و روش حرارتی با انتقال خوب و ضریب شکست تهیه کرد و خاطرنشان کرد که با افزایش غلظت SOL ، ضریب شکست فیلم BatiO3 افزایش می یابد. در سال 2007 ، گروه تحقیقاتی Liu L's با موفقیت با استفاده از مجتمع یون/حساس کننده فلزی Eu3+Eu3+با پایدار در نانوکامپوزیتهای مبتنی بر سیلیس و ژل خشک دوپ شده با استفاده از روش SOL GEL. در چندین ترکیب از مشتقات مختلف از حساس کننده های نادر زمین و الگوهای نانوذرات سیلیس ، استفاده از حساس کننده 1،10-phenanthroline (OP) در الگوی تتراثوکسیسیلان (TEOS) بهترین ژل خشک دوپ شده فلورسانس را برای آزمایش خواص طیفی EU3+فراهم می کند.
2.5 روش سنتز مایکروویو
روش سنتز مایکروویو یک روش جدید سنتز شیمیایی سبز و بدون آلودگی در مقایسه با روش حالت جامد با درجه حرارت بالا است ، که به طور گسترده در سنتز مواد استفاده می شود ، به خصوص در زمینه سنتز نانومواد ، نشان دهنده حرکت خوب است. مایکروویو یک موج الکترومغناطیسی با طول موج بین 1NN و 1M است. روش مایکروویو فرایندی است که در آن ذرات میکروسکوپی در داخل ماده شروع تحت تأثیر مقاومت میدان الکترومغناطیسی خارجی قرار می گیرند. با تغییر جهت میدان الکتریکی مایکروویو ، حرکت و جهت تنظیم قطب ها به طور مداوم تغییر می کند. پاسخ هیسترزیس از قطب ها و همچنین تبدیل انرژی حرارتی خود بدون نیاز به برخورد ، اصطکاک و از دست دادن دی الکتریک بین اتمها و مولکول ها ، به اثر گرمایشی می رسد. با توجه به اینکه گرمایش مایکروویو می تواند به طور یکنواخت کل سیستم واکنش را گرم کند و انرژی را به سرعت انجام دهد ، در نتیجه پیشرفت واکنش های آلی را ترویج می کند ، در مقایسه با روش های آماده سازی سنتی ، روش سنتز مایکروویو مزایای سرعت واکنش سریع ، ایمنی سبز ، اندازه ذرات مواد کوچک و یکنواخت و خلوص فاز بالا را دارد. با این حال ، بیشتر گزارش ها در حال حاضر از جاذب های مایکروویو مانند پودر کربن ، Fe3O4 و MNO2 استفاده می کنند تا به طور غیرمستقیم گرما را برای واکنش فراهم کنند. موادی که به راحتی توسط مایکروویو جذب می شوند و می توانند خود واکنش دهنده ها را فعال کنند ، نیاز به اکتشافات بیشتر دارند. لیو و همکاران. روش بارش CO را با روش مایکروویو برای سنتز اسپینل خالص limn2O4 با مورفولوژی متخلخل و خصوصیات خوب ترکیب کرد.
2.6 روش احتراق
روش احتراق بر اساس روشهای سنتی گرمایشی است که از احتراق ماده آلی برای تولید محصول هدف پس از تبخیر محلول تا خشکی استفاده می کنند. گاز تولید شده توسط احتراق ماده آلی می تواند به طور موثری بروز انباشت را کند کند. در مقایسه با روش گرمایش حالت جامد ، مصرف انرژی را کاهش می دهد و برای محصولاتی که نیاز به دمای واکنش کم دارند مناسب است. با این حال ، فرایند واکنش نیاز به افزودن ترکیبات آلی دارد که باعث افزایش هزینه می شود. این روش از ظرفیت پردازش کمی برخوردار است و برای تولید صنعتی مناسب نیست. محصول تولید شده به روش احتراق دارای اندازه ذرات کوچک و یکنواخت است ، اما به دلیل فرآیند واکنش کوتاه ، ممکن است کریستال های ناقص وجود داشته باشد که بر عملکرد لومینسانس کریستال ها تأثیر می گذارد. آنینگ و همکاران. استفاده از LA2O3 ، B2O3 و MG به عنوان مواد اولیه و استفاده از سنتز احتراق به کمک نمک برای تولید پودر LAB6 در دسته ها در مدت زمان کوتاه.
3. کاربرد ازاروپا نادر زمینمجتمع های توسعه اثر انگشت
روش نمایش پودر یکی از کلاسیک ترین و سنتی ترین روش های نمایش اثر انگشت است. در حال حاضر ، پودرهایی که اثر انگشت را نشان می دهند می توانند به سه دسته تقسیم شوند: پودرهای سنتی ، مانند پودرهای مغناطیسی متشکل از پودر آهن ریز و پودر کربن. پودرهای فلزی ، مانند پودر طلا ،پودر نقره ای، و سایر پودرهای فلزی با ساختار شبکه. پودر فلورسنت. با این حال ، پودرهای سنتی اغلب در نمایش اثر انگشت یا اثر انگشت قدیمی روی اشیاء پیچیده پس زمینه مشکل زیادی دارند و تأثیر سمی خاصی بر سلامت کاربران دارند. در سالهای اخیر ، پرسنل علوم جنایی و فناوری به طور فزاینده ای از استفاده از مواد فلورسنت نانو برای نمایش اثر انگشت استفاده کرده اند. با توجه به خواص درخشان منحصر به فرد Eu3+و کاربرد گستردهزمین نادرمواد ،اروپا نادر زمینمجتمع ها نه تنها به یک کانون تحقیقاتی در زمینه علوم پزشکی قانونی تبدیل شده اند ، بلکه ایده های تحقیق گسترده تری برای نمایش اثر انگشت ارائه می دهند. با این حال ، EU3 در مایعات یا مواد جامد عملکرد جذب نور ضعیف دارد و برای حساسیت و ساطع کردن نور باید با لیگاندها ترکیب شود و EU3+را قادر می سازد تا خصوصیات فلورسانس قوی تر و مداوم تر را نشان دهد. در حال حاضر ، لیگاند های متداول که عمدتا شامل β- دیکتون ها ، اسیدهای کربوکسیلیک و نمک کربوکسیلات ، پلیمرهای آلی ، ماکروسکولهای ماکروسکولار و غیره هستند با تحقیقات عمیق و کاربرداروپا نادر زمینمجتمع ها ، مشخص شده است که در محیط های مرطوب ، لرزش هماهنگی مولکول های H2O دریونانیمجتمع ها می توانند باعث فروپاشی لومینسانس شوند. بنابراین ، برای دستیابییونانیمجتمع ها
در سال 2007 ، گروه تحقیقاتی لیو پیشگام معرفی بودیونانیمجتمع ها برای اولین بار در خانه و خارج از کشور به میدان نمایش اثر انگشت در قسمت نمایش اثر انگشت وارد نمایش می شوند. مجتمع های بسیار فلورسنت و سبک پایدار EU3+فلزی با استفاده از روش ژل SOL می توان برای تشخیص اثر انگشت بالقوه در مواد مختلف پزشکی قانونی از جمله فویل طلا ، شیشه ، پلاستیک ، کاغذ رنگی و برگهای سبز استفاده کرد. تحقیقات اکتشافی فرایند آماده سازی ، طیف UV/VIS ، خصوصیات فلورسانس و نتایج برچسب زدن به اثر انگشت از این نانوکامپوزیت های جدید EU3+/OP/TEOS را معرفی کرد.
در سال 2014 ، سونگ جین ریو و همکاران. ابتدا یک مجتمع EU3+([Eucl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) توسط هگزاهیدرات تشکیل دادکلرید(Eucl3 · 6H2O) و 1-10 فنانترولین (PHON). از طریق واکنش تبادل یونی بین یون های سدیم لایه ای ویونانییونهای پیچیده ، ترکیبات هیبریدی نانو متناوب (Eu (Phen) 2) 3+- سنگ صابون لیتیوم سنتز شده و Eu (Phen) 2) 3+- مونت موریلونیت طبیعی) به دست آمد. تحت تحریک لامپ اشعه ماوراء بنفش در طول موج 312 نانومتر ، این دو مجتمع نه تنها پدیده های فوتولومینسانس مشخصه را حفظ می کنند ، بلکه دارای پایداری حرارتی ، شیمیایی و مکانیکی بالاتری نیز در مقایسه با مجتمع های خالص EU3+هستند. به هر حال ، به دلیل عدم وجود یون های ناخالصی خفه شده مانند آهن در بدنه اصلی لیتوم صابون صابون سنگفرش ، [eu) 3 3 [EU (Phen) 2] 3+- Montmorillonite ، و اثر انگشت خطوط واضح تر و کنتراست قوی تر با پس زمینه را نشان می دهد. در سال 2016 ، v Sharma et al. پودر فلورسنت نانو با استفاده از روش احتراق ، سنتز شده آلومینات (Sral2O4: Eu2+، Dy3+). این پودر برای نمایش اثر انگشت های تازه و قدیمی بر روی اشیاء قابل نفوذ و غیر قابل نفوذ مانند کاغذ رنگی معمولی ، کاغذ بسته بندی ، فویل آلومینیومی و دیسک های نوری مناسب است. این نه تنها از حساسیت و انتخاب بالایی برخوردار است ، بلکه از ویژگی های قوی و طولانی مدت نیز برخوردار است. در سال 2018 ، وانگ و همکاران. نانوذرات CAS تهیه شده (ESM-CAS-NP) دوپ شده بایونانی, ساماریومو منگنز با قطر متوسط 30 نانومتر. نانوذرات با لیگاند های آمفیفیلیک محصور شدند و به آنها اجازه می دادند بدون از دست دادن راندمان فلورسانس خود در آب پراکنده شوند. اصلاح CO سطح ESM-CAS-NP با اسید 1-Dodecylthiol و 11-Mercaptoundecanoic (ARG-DT)/ MUA@ESM-CAS NPS با موفقیت مشکل فرونشست فلورسانس در آب و ذرات ناشی از هیدرولیز ذرات در پودر فلورسنت نانو را حل کرد. این پودر فلورسنت نه تنها اثر انگشت بالقوه را بر روی اشیاء مانند فویل آلومینیومی ، پلاستیک ، شیشه و کاشی های سرامیکی با حساسیت بالا نشان می دهد ، بلکه دارای طیف گسترده ای از منابع نوری برانگیختگی است و به تجهیزات استخراج تصویر گران قیمت برای نمایش اثر انگشت در همان سال نیاز ندارد ، گروه تحقیقاتی وانگ مجموعه ای از سه گانه را سنتز کردیونانیمجتمع ها [EU (M-Ma) 3 (O-Fen)] با استفاده از اسید ارتو ، متا و P-methylbenzoic به عنوان اولین لیگاند و ارتو فنانترولین به عنوان لیگاند دوم با استفاده از روش بارش. تحت تابش نور ماوراء بنفش 245 نانومتر ، اثر انگشت بالقوه بر روی اشیاء مانند پلاستیک و علائم تجاری می تواند به وضوح نمایش داده شود. در سال 2019 ، سونگ جون پارک و همکاران. سنتز شده YBO3: LN3+(LN = EU ، TB) از طریق روش حل گرمایی ، به طور موثری تشخیص اثر انگشت بالقوه و کاهش تداخل الگوی پس زمینه را بهبود می بخشد. در سال 2020 ، Prabakaran و همکاران. یک NA فلورسنت [EU (5،50 DMBP) (PHON) 3] · CL3/D- دکستروز کامپوزیت ، با استفاده از Eucl3 · 6H20 به عنوان پیشرو ایجاد کرد. Na [Eu (5،5 '- DMBP) (Phen) 3] CL3 با استفاده از PHON و 5،5 ′- DMBP از طریق یک روش حلال داغ سنتز شد ، و سپس Na [Eu (5،5'- DMBP) (Phen) 3] Cl3 و D-dextrose به عنوان پیشرو برای تشکیل NA [EU (5،50 DMBP) (Phen) استفاده شدند. مجموعه 3/D- دکستروز. از طریق آزمایشات ، کامپوزیت می تواند اثر انگشت را بر روی اشیاء مانند کلاه های بطری پلاستیکی ، عینک و ارز آفریقای جنوبی تحت تحریک نور خورشید 365 نیوتن متر یا نور ماوراء بنفش ، با کنتراست بالاتر و عملکرد فلورسانس پایدار نشان دهد. در سال 2021 ، دن ژانگ و همکاران. با موفقیت طراحی و سنتز یک رمان hexanuclear eu3+پیچیده EU6 (PPA) 18CTP-TPY با شش سایت اتصال ، که دارای پایداری حرارتی فلورسانس عالی (<50) است و می تواند برای نمایش اثر انگشت استفاده شود. با این حال ، برای تعیین گونه های مهمان مناسب آن ، آزمایش های بیشتری لازم است. در سال 2022 ، L Brini و همکاران. با موفقیت سنتز EU: Y2SN2O7 پودر فلورسنت از طریق روش بارش CO و درمان سنگ زنی بیشتر ، که می تواند اثر انگشت بالقوه را بر روی اشیاء چوبی و غیرقابل نفوذ نشان دهد. در همان سال ، گروه تحقیقاتی وانگ Synthesized Nayf4: YB با استفاده از روش سنتز حرارتی حلال ،@yvo4 eu core-core-shell-shell-shell@caneflerov redranshov. فلورسانس سبز روشن زیر 980 نیوتن متر نزدیك مادون قرمز ، دستیابی به نمایش حالت دوگانه از اثر انگشت بالقوه بر روی میهمان. نمایشگر اثر انگشت بالقوه روی اشیاء مانند کاشی های سرامیکی ، ورق های پلاستیکی ، آلیاژهای آلومینیومی ، RMB و کاغذ نامه رنگی دارای حساسیت ، انتخاب ، کنتراست و مقاومت شدید در برابر تداخل پس زمینه است.
4 چشم انداز
در سالهای اخیر ، تحقیقات در مورداروپا نادر زمینمجتمع ها به لطف خصوصیات نوری و مغناطیسی عالی مانند شدت لومینسانس بالا ، خلوص رنگ بالا ، طول عمر طولانی فلورسانس ، جذب انرژی بزرگ و شکاف های انتشار و قله های جذب باریک ، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. با تعمیق تحقیقات در مورد مواد نادر زمین ، کاربردهای آنها در زمینه های مختلف مانند روشنایی و نمایش ، علوم زیستی ، کشاورزی ، صنعت اطلاعات الکترونیکی ، انتقال اطلاعات نوری ، ضد جعل فلورسانس ، تشخیص فلورسانس و غیره به طور فزاینده ای گسترده می شوند. خواص نوری ازیونانیمجتمع ها عالی هستند و زمینه های کاربردی آنها به تدریج در حال گسترش است. با این حال ، عدم ثبات حرارتی ، خصوصیات مکانیکی و پردازش آنها کاربردهای عملی آنها را محدود می کند. از دیدگاه تحقیق فعلی ، تحقیقات کاربردی از خصوصیات نورییونانیمجتمع های موجود در حوزه علوم پزشکی قانونی باید عمدتاً بر بهبود خصوصیات نوری متمرکز شودیونانیمجتمع ها و حل مشکلات ذرات فلورسنت مستعد تجمع در محیط های مرطوب ، حفظ پایداری و راندمان لومینسانسیونانیمجتمع های موجود در راه حل های آبی. امروزه پیشرفت جامعه و علم و فناوری الزامات بالاتری را برای تهیه مواد جدید مطرح کرده است. در حالی که نیازهای درخواست را برآورده می کند ، باید از ویژگی های طراحی متنوع و کم هزینه نیز پیروی کند. بنابراین ، تحقیقات بیشتر در موردیونانیمجتمع ها برای توسعه منابع غنی از زمین نادر چین و توسعه علوم و فناوری جنایی از اهمیت زیادی برخوردار هستند.
زمان پست: نوامبر 01-2023