O Instytucie

Tytuł: The Closer, the Better: Engineering RGB Thermometric Performance in Tb3+, Eu3+-Doped MOFs

Autorzy: M. Szymczak, L. Giang*, L. Marciniak*

Czasopismo: ACS Applied Materials and Interfaces

DOI: 10.1021/acsami.6c16855

Skuteczność termometrii luminescencyjnej, wykorzystującej zależne od temperatury zmiany właściwości spektroskopowych materiałów luminescencyjnych do pomiaru temperatury, została szeroko udokumentowana w literaturze naukowej. Jednakże z praktycznego punktu widzenia monitorowanie zmian barwy emitowanego światła pod wpływem temperatury stanowi znacznie prostszą i bardziej przyjazną dla użytkownika alternatywę dla konwencjonalnej analizy widmowej. W tym kontekście określenie jednoznacznej zależności pomiędzy temperaturową ewolucją barwy emisji a strukturą materiału luminescencyjnego ma kluczowe znaczenie dla racjonalnego projektowania wizualnych termometrów luminescencyjnych.

W niniejszej pracy zbadano korelację pomiędzy zależnymi od temperatury zmianami barwy emisji a właściwościami strukturalnymi MOFów współdomieszkowanych jonami Tb³⁺ i Eu³⁺, ze szczególnym uwzględnieniem ich potencjalnego zastosowania w bezfiltrowej termometrii luminescencyjnej wykorzystującej konwencjonalne kamery cyfrowe. Uzyskane wyniki wykazały, że w obrębie analizowanej serii materiałów zmniejszenie odległości międzyjonowej pomiędzy jonami Eu³⁺ i Tb³⁺ prowadzi do zwiększenia prawdopodobieństwa transferu energii, a w konsekwencji do wzrostu czułości termicznej odczytu realizowanego za pomocą kamery cyfrowej, opartego na stosunku intensywności luminescencji rejestrowanych w kanałach niebieskim i czerwonym (B/R). Wyniki te pozwalają na ustanowienie bezpośredniej zależności pomiędzy właściwościami strukturalnymi materiału luminescencyjnego, zachodzącymi w nim procesami transferu energii a jego właściwościami termometrycznymi. W szerszej perspektywie przeprowadzone badania stanowią podstawę do racjonalnego projektowania wizualnych termometrów luminescencyjnych o z góry określonych właściwościach sensorycznych, otwierając nowe możliwości optymalizacji bezfiltrowych układów termometrii luminescencyjnej wykorzystujących kamery cyfrowe w oparciu o świadomą kontrolę struktury materiału.