Главная Наука и технологии В Казани сделали новый материал для люминесцентных термометров

В Казани сделали новый материал для люминесцентных термометров

0
0
7

Химики из Физико-технического института им. Е.К. Завойского и Национального исследовательского технологического университета в Казани синтезировали новый комплекс тербия. Люминесцентные свойства комплекса плавно меняются при охлаждении, что делает его перспективным материалом для низкотемпературных термометров. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry C.

Термометрами люди пользуются везде: дома, в больнице, на производстве, в научной лаборатории. Несмотря на кажущуюся простоту этого прибора, сконструировать хороший термометр не так просто, особенно, когда дело идет о точном измерении очень высоких или, наоборот, очень низких температур. Привычные нам жидкостные (ртутные, спиртовые) термометры для этих целей не подходят, в ход идут термометры сопротивления или термопары, а также люминесцентные. Работа последних основана на зависимости люминесценции (способности вещества возвращать поглощенную энергию в виде излучения) разных веществ от температуры. Такие термометры имеют много достоинств: высокую чувствительность, отсутствие погрешности, вызванной электромагнитным излучением, и т.д., поэтому ученые активно ищут новые материалы для их изготовления.

В своей новой работе казанские химики синтезировали люминесцентный комплекс тербия с ароматическими дикетонатами Tb(CPDK3−7)3phen. Тербий — металл из ряда лантанидов, его люминесценция обусловлена переходами электронов на самой высокой f-орбитали. Авторы смешали раствор хлорида тербия с горячим спиртовым раствором лигандов и отфильтровали полученный бледно-желтый осадок, из которого затем приготовили тонкие пленки. При комнатной температуре пленки светились зеленым светом, который соответствует переходам электронов в оболочке иона Tb3+.

В Казани сделали новый материал для люминесцентных термометров

Затем авторы приступили к проверке зависимости люминесцентных свойств Tb(CPDK3−7)3phen от температуры, то есть, по сути, к градуировке будущих термометров. Их интересовали два параметра — интенсивность свечения и время затухания люминесценции. Последняя величина показывает, как долго длится люминесценция при снятии возбуждения. При охлаждении до -130 градусов Цельсия люминесценция улучшалась: ее интенсивность возрастала, а время затухания увеличивалось. Эта тенденция уже была описана в литературе: при низких температурах тепловое движение частиц замедляется и вероятность безызлучательных переходов, вызванных столкновениями, снижается. Иными словами, люминесценция становится «стабильнее».

В случае Tb(CPDK3−7)3phen затухание оказалось особенно чувствительным к температуре. Его время плавно увеличивалось на 3,3 миллисекунды при охлаждении на каждый градус. В дальнейшем, измеряя этот параметр, можно будет очень точно определять температуру в диапазоне до -130 градусов Цельсия. Это и есть основной принцип работы будущих термометров.

Источник

Загрузить больше публикаций
Загрузить еще от Денис Владимиров
Загрузить еще в Наука и технологии

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.