Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Аспинантка Валентина Уточникова представляет образец УНТ с комплексом европия, разработанный в ИФХ ПАН. Под УФ излучением порошок излучает свет
УНТ выглядят как черный порошок (сверху). После покрытия комплексом европия и УФ облучения они излучают свет (снизу).

Светоизлучающие нанотрубки

Ключевые слова:  европий, люминесценция, нанотрубки, РЗЭ

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

28 июля 2011

Углеродные нанотрубки кажутся нам просто черным порошком, который невозможно заставить излучать свет. В то же время они прекрасно проводят электрический ток и могут захватывать энергию соседних люминесцирующих химических веществ. Исследователи Института физической химии Польской академии наук в Варшаве недавно предложили довольно простой метод, позволяющий нанотрубкам излучать свет под УФ излечением.

Исследователи, работающие в международном проекте FINELUMEN, координируемым Н. Армароли из итальянского Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattivita, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ISOF) в Болонье, разработали эффективный метод получения нового фотонного материала: УНТ, покрытые материалом, способным излучать свет. "Наша роль в проекте - исследование комплексов лантанидов. Мы решили совместить их эффективную люминесценцию с прекрасными механическими и электрическими свойствами нанотрубок," - объясняет проф. Марек Петрашкевич из варшавского Института физической химии ПАН (ИФХ ПАН).

УНТ можно представить как свернутый в цилиндр лист графена. Поверхность нанотрубки довольно велика и может присоединять много других молекул, в том числе излучающих свет. "Однако присоединение светоизлучающего комплекса непосредственно к поверхности УНТ не выгодно, так как УНТ, прекрасно поглощающие свет, будут гасить люминесценцию," - объясняет Валентина Уточникова, аспирантка ИФХ ПАН. Чтобы снизить нежелательное поглощение, исходно нанотрубки выдерживают при температуре 140-160 oC в растворе ионной жидкости с концевыми азидными группами. При этом УНТ покрываются молекулами, которые ведут себя как якоря, которые, с одной стороны, связаны с нанотрубкой, а с другой могут присоединять молекулу-эмиттер. Свободные концы этих якорей заряжены положительно.

Подготовленные так УНТ затем переносят в другой раствор, содержащий отрицательно заряженный комплекс лантанида - тетракис (4,4,4-трифтор-1-(2-нафтил-1,3-бутандионато) европий. "Комплексы лантанидов содержат элемент VI группы таблицы Менделеева и очень привлекательны для фотонных применений, так как они обладают высокими квантовыми выходами и чистотой излучаемого света," - подчеркивает В. Уточникова.

После растворения отрицательно заряженный комплекс европия захватывается положительно заряженным концом молекулы-якоря. В результате каждая нанотрубка покрывается молекулами, способными излучать свет в видимом диапазоне. Продуктом этих реакций является порошок, внешне похожий на сажу. Если же эту сажу облучать УФ светом, она тут же начинает светиться красным светом.

Такой способ модифицирования нанотрубок и сами реагенты - ионная жидкость и комплекс европия - были разработаны в группе проф. М. Петрашкевича в ИФХ ПАН, а сам процесс модификации и спектроскопические характеристики были выполнены в исследовательских группах в Намуре, Бельгия, и в Болонье, Италия. Важно, что вовлеченные в этот процесс химические реакции гораздо проще, чем предложенные ранее.

Полученный фотонный материал можно, кроме прочего, использовать для детектирования молекул, в том числе биологически важных. Идентификация основана на анализе того, как люминесценция УНТ меняется при осаждении изучаемых молекул. Хорошая электропроводность в сочетании с люминесценцией также делает эти молекулы привлекательными для производства органических светодиодов.




Комментарии
во сколько это обойдется?
Что такое "ионная жидкость с концевыми азидными группами"?

Вообще, работа странная: если химически вязать на коротком линкере комплексы к нанотрубке - всё потухнет и светится не будет.
Если сделать достаточно толстый "подслой", то тогда роль трубки нивелируется полностью и вместо неё можно взять, например, асбест. В чём смысл исследования?
Александр Ринатович,
возможно, смысл работы в последней фразе "Полученный .. материал можно.. использовать для детектирования молекул."
Очень много работ, где при вытеснении люминофора с поверхности (трубки, металлической частицы) интенсивность свечения увеличивается, вот несколько похожих примеров: пример, пример.
Александр Борисович,
В приведенных Вами примерах (всех двух) используется тушение. То есть как Александр Ринатович справедливо заметил - или тушит, или нет. А с металлическими системами - там плазмон и на каком-то оптимальном расстоянии (50 нм плюс/минус) тушение нивелируется, а грандиозное электрическое поле все еше хорошо усиливает излучение. Вряд ли такое может происходить с углеродными трубками. Может, конечно, что-то другое интересное происходит.

А заметка - яркая и образная, чем-то X-Files напомнило!
Верно.
Но в примерах есть стартовое тушение флуоресценции и воздействие вызывает разгорание. Или наоборот: без воздействия затухает, а с ним - горят
А эти УНТ изначально "горят". Значит, либо они должны потухнуть (например, сближение краски и УНТ), либо...
да, так я сначала и написал; потом в своем ответе убрал несущественное - возможно, лаконичность убила смысл :)
а смысл был такой - интенсивность свечения зависит от расстояния до поверхности, что регулируется длиной линкера. Жаль, в заметке не сказано, отличается ли интенсивность свечения комплекса с УНТ и свободного; если да - в какую сторону. Предполагаю, что в данном случае с УНТ некое промежуточное значение. Т.е. и светится, и можно детектировать заместительную сорбцию сторонних молекул (присутствуют оба зайца) :)
Согласен

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наносеть
Наносеть

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.