В СПбГУ синтезировали новые люминесцентные наночастицы

Сегодня люминофоры — вещества, излучающие свет под действием внешнего фактора — используются повсеместно: в лампах и светодиодах, при создании красящих пигментов, в системах пожарной безопасности и для медицинских исследований. Например, люминофоры позволяют одновременно проводить магнитно-резонансную томографию и люминесцентную микроскопию, что ускоряет диагностику. Однако свойства этих веществ можно улучшить. Это и сделали российские специалисты и их зарубежные коллеги.

В ходе своего исследования учёные сначала определили показатели оптимальной концентрации ионов в люминесцентном веществе. Так они выяснили, что оптимальная концентрация европия в люминофорах должна составлять 30%. Именно это количество ионов металла обеспечивает наибольшую яркость свечения. Затем исследователи попытались улучшить люминесцентные свойства вещества путём замещения некоторого количества ионов иттрия гадолинием, при этом оставив концентрацию европия прежней. Интенсивность свечения люминофоров с таким составом значительно увеличивается.

Как отметили специалисты, сам по себе гадолиний обладает слабым свечением, однако оно увеличивается после его синтеза с европием и иттрием в автоклаве — химическом реакторе, в котором частицы могут быть нагреты под давлением выше атмосферного. После этого к раствору иттрия, гадолиния и европия добавляют лимонную кислоту, гидроксид натрия и его смесь с фторидом аммония. В таком виде раствор удерживается в автоклаве при температуре 180°C в течение суток. Так возникают люминофоры с улучшенной интенсивностью свечения.

Полученные учёными соединения могут применяться в лазерной микроскопии, а также для диагностики различных заболеваний, основанной на эффекте контраста. Кроме того, новые люминофоры можно использовать для создания защитных красок для документов. В дальнейшем часть ионов в веществе можно заменить на радиоактивные, чтобы применять вещество для лечения рака.

Фото: СПбГУ