纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像与肿瘤治疗中的研究进展

长余辉发光材料是一种能储存外界激发光能量、在激发光停止激发后仍能持续发光的材料。由于其长余辉寿命、无需原位激发、无组织背景信号干扰和高信噪比等优点,纳米长余辉发光材料广泛应用于生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗领域。本文综述了近年来纳米长余辉发光材料在生物医学检测、生物成像和肿瘤治疗(化疗、光热治疗、光动力治疗和免疫治疗)方面的应用进展,并进一步探讨了其在生物医学应用中所面临的挑战,对其未来的发展趋势也进行了展望。

溶液燃烧法制备长余辉发光材料——介绍一个大学化学综合性实验

介绍了一个长余辉发光材料的制备、表征,及性能测试的大学化学综合性实验。内容包括:尖晶石型碱土铝酸盐发光材料的制备,物相纯度的表征,以及发光性能的测试。本实验安全、简单、迅速,富有观赏性。学生通过本实验可以掌握溶液燃烧的物理化学原理,提高基本实验技能,更重要的是呈现化学之美,激发学生科学研究的兴趣。

两种耐水处理长余辉材料制备发光混凝土的性能对比研究

荧光粉的水解不稳定性会降低发光混凝土的力学强度和发光性能。本研究采用SiO_(2)包覆和疏水处理两种方法对长余辉荧光粉进行耐水处理并制备发光混凝土,对掺入不同耐水处理的荧光粉制备的发光混凝土进行抗压强度、发光性能和微观形态测试,揭示荧光粉对发光混凝土性能改善的作用机理。结果表明:与SiO_(2)包裹法处理相比,疏水处理荧光粉能够获得更优异的耐水性能;与SiO_(2)包裹法处理相比,疏水处理荧光粉发光混凝土28 d抗压强度提高了8.0%~25.7%,强度最高达80.2 MPa,最佳掺量为5%~10%(质量分数),过量添加则会产生不利影响;与未耐水处理荧光粉的发光混凝土相比,两种耐水处理荧光粉发光混凝土的微观结构密实度、抗压强度和发光性能均显著提高。

长余辉材料在发光路面上的应用及研究进展

文章首先介绍了长余辉材料的发光机理,探讨了它的主要应用,并分析了目前存在的一些问题.然后,提出了一些有关长余辉材料的发展建议,以期为相关领域的研究人员提供一些指引和帮助.最后,总结了长余辉材料的发展趋势,并对未来的发展前景进行了展望.

长余辉发光材料在陶瓷砖中的应用研究

本文对比了不同类型的长余辉发光材料的耐高温性能和发光特性,研究了发光材料加入量和基础釉种类对发光陶瓷釉面发光和釉面性能的影响,结合蓝绿发光材料和无水印膏制备了具有喷墨装饰效果的发光功能陶瓷砖。结果表明:发光陶瓷砖试样初始余辉亮度为1500 mcd/m^(2),经过120 min的衰减,仍可保持350 mcd/m^(2)左右的余辉亮度。通过实际观察,试样可长时间持续保持高的余辉亮度,具有较好的应用前景。

长余辉标线涂料用改性发光粉的制备及性能

旨在选用双硅膜嫁接改性技术对铕、镝掺杂的铝酸锶(SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+))类蓄能发光粉进行成膜保护处理,采用化学沉淀法以硅酸钠为原料制备第一层无机硅膜,采用溶胶-凝胶法以KH570为原料制备第二层有机硅膜,而后嫁接丙烯酸膜制备了改性发光粉,并通过耐水性、荧光性能和热稳定性表征技术,对发光粉的改性效果进行了综合评估。结果表明,双硅膜嫁接改性工艺可以实现发光粉的完整包覆,并使发光粉水分散液的pH增长率降低64.9%,发光粉耐水性得到明显提升,采用80%(以发光粉质量计)的硅酸钠和10%的硅烷偶联剂KH570可以获得最佳的改良效果。改性发光粉的10 min和60 min发光亮度可达194.4 mcd/m^(2)和24.3 mcd/m^(2),余辉时间12.8 h,并具有较好的热稳定性。所得研究成果对实现道路标线的主动发光并提高夜间潮湿状态下路面交通标线的视认性具有潜在的应用价值。

长余辉材料在手印显现领域中的应用

潜在指纹的提取和显现一直是潜在指纹学领域研究热点之一,长余辉显现材料在手印显现领域具有自己独特的优势,它有效解决了传统粉末显现法存在的复杂背景颜色干扰以及对比度低等问题。本文介绍了长余辉材料的发光机理和制备方法,并简述了长余辉显现材料在法庭科学潜在手印显现领域的应用。旨在总结近年来长余辉手印显现材料的制备和显现效果,为该领域未来研究方向提出展望。

无机化学创新实验设计——以长余辉CsCdCl_(3):Zr发光材料的制备为例

结合创新实验的发展需求,设计了以长余辉CsCdCl_(3):xZr^(4+)发光材料的制备、表征及潜在应用为无机化学本科试点实验。本科生通过查阅相关文献资料写预习报告,采用溶剂热法合成CsCdCl_(3)荧光粉及不同锆掺杂量的长余辉CsCdCl_(3):xZr^(4+)荧光粉,然后对其长余辉现象、晶相结构及光学性质进行表征分析。在理论授课的基础上,通过实验操作巩固加强学生相关知识的积累与理解,使其学以致用。本实验将前沿知识和科研思维贯彻到本科教学中,提升学生动手操作能力,促进学生科研思维的养成,有助于激发其创造性。

长余辉海藻酸钠纤维的制备及其性能

为了制备出具有长余辉功能的海藻酸钠纤维,拓宽海藻酸钠纤维和长余辉发光材料的应用领域,文章首先以硝酸锶、二氧化硅、氧化镁、氧化硼、氧化铕和氧化镝为原料,通过高温固相法制备了长余辉发光材料,再采用共混方式结合海藻酸钠制备出纺丝液,最后通过湿法纺丝制备了不同浓度的长余辉海藻酸钠纤维。利用扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪、荧光余辉亮度测试仪和多功能力学测试仪对长余辉海藻酸钠纤维的微观形貌、化学结构、余辉性能及力学性能进行分析。结果表明:随着加入的长余辉发光材料质量增加,长余辉海藻酸钠纤维的余辉性能在不断提高,但纤维的强力呈下降趋势;当加入的长余辉发光材料质量分数为2.0%时,所制备的长余辉海藻酸钠纤维的综合性能达到最优。所制备的长余辉海藻酸钠纤维在夜行服和防伪标志等方面具有良好的应用前景。

不同激发波长对Sr_3Al_2O_6∶Eu^(2+),Dy^(3+)红色长余辉发光材料发射光谱的影响

采用高温固相法合成了Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料。用X射线衍射仪及荧光分光光度计对材料物相及光谱性能进行了分析。结果表明:所得样品为Sr3Al2O6的纯相,在360nm波长的激发下,得到波峰为537nm的宽带发射光谱;在468nm波长的激发下,得到波峰为590nm的宽带发射光谱;在波长为394nm的激发下,537和590nm的峰同时出现。根据晶格场效应和电子云膨胀效应,对不同激发波长对Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+发射光谱的影响进行了解释。结果表明:在Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+中发光中心因其5d能级劈裂幅度不同及4f65d1能带重心不同而导致发光颜色的不同。

如何基于科学研究促进本科教学——以长余辉发光材料研究在《无机化学》本科教学中的应用为例

目前,国内大学本科生教学与科学研究具有较大的脱节。如何利用科学研究来促进本科生对基础课程知识的理解与掌握是当前一个亟待解决的难题。本文将建立起本科生对基础课程的学习与前沿科学研究相互联系与促进的关系。首先,在本科课程《无机化学》授课的过程中,任课教师对科学研究成果与课程基础知识的相关性进行分析,得出并分享科研成果与基础知识相联系的实例,从而让学生对基础知识有一个深刻的理解并产生主动学习的兴趣;此外,组建本科生科创团队,让本科生利用业余时间参与科创课题的研究。通过科学研究与本科教学的充分融合,将会促进本科生深入理解基础课程的知识,提升本科教育质量。

长余辉材料发光机理与光学性能研究

为了深化长余辉材料的应用,本文对其光学性能进行研究,明确长余辉材料的发光机理,通过将Eu_(2)O_(3)和分析纯正硅酸乙酯的使用比例作为变量,从发光强度和余辉衰减角度对长余辉材料的光学性能进行分析,并得出结论:在一定范围内改变材料中Eu_(2)O_(3)的添加比例,长余辉材料的发光强度会受到积极影响;若改变材料中Si(OC_(2)H_(5))4的添加比例,长余辉材料的发光强度会出现不规律变化。

长余辉发光材料及其在建筑内部氛围照明中的应用

氛围照明由于具有调节情绪的作用,开始出现在大众视野。如今,能源消耗是全球热点问题,照明能耗占比约为40%,为了节约国家能源同时丰富照明方式,需要设计节能型建筑内部氛围照明。文章主要探讨长余辉发光材料在建筑内部氛围照明中的应用。首先分析建筑内部氛围照明现状,然后简单介绍常见的长余辉发光材料,并对不同材料进行比对,最后总结在建筑内部氛围照明中长余辉发光材料的应用形式。

蓝光激发的Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料发光性能研究

采用高温固相法合成了新型Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料,并对其光致发光性能、余辉性能和光色热稳定性能进行了研究。结果表明:Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料在320—490 nm范围的宽带吸收与蓝光LED芯片相匹配,其发射光谱为位于450—650 nm范围的宽发射带,对应于Ce^(3+)的5d-4f跃迁;Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)的内量子效率可以达到83.28%,τ80值约为12 s,远大于交流LED对于内量子效率>60%和τ80>0.4 ms的要求;在423 K前,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)具有良好的光色稳定性。以上结果表明,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)是一种潜在的能被蓝光激发的交流LED用绿色长余辉材料。

智能型长余辉发光材料疏散指示标志研究

随着社会的不断发展,人们越来越关注消防安全问题,而疏散指示标志作为消防安全的重要组成部分,也越来越受到人们的关注。传统的疏散指示标志常常由荧光粉或者LED光源制成,这种标志存在使用寿命短、不可重复使用等问题。近年来,长余辉发光材料的应用使智能型的长余辉发光材料疏散指示标志得以实现,智能型长余辉发光材料疏散指示标志具有使用寿命长、发光效果好、省电、环保等优点,是现代消防工程建设的重要组成部分。文章介绍了智能型长余辉发光材料疏散指示标志的发光原理和特点,以及构成和设计原则,并重点研究了智能型长余辉发光材料在疏散指示标志中的应用,提出了未来的发展方向。

Mg_(3)Y_(2)Ge_(3)O_(12)∶Pr^(3+)材料的多色发光及余辉性能

采用高温固相法制备了一种具有颜色变化的长余辉发光材料Mg_(3)Y_(2)Ge_(3)O_(12)∶Pr^(3+)。通过X射线衍射、激发发射光谱、余辉衰减及热释光曲线等,对样品的结构、发光及余辉性能进行了系统分析。在283 nm激发下,发射光谱在485 nm和609 nm处表现出两个较强的尖峰发射,分别归属于Pr^(3+)离子的^(3)P_(2)→^(3)H_(4)及^(3)P_(0)→3H6能级跃迁。通过对Pr^(3+)离子浓度的调控,有效改变了绿光和红光的相对发射强度,从而实现了发光颜色的多色化。此外,在激发光源停止后该材料同样具有多色的余辉发射,对于最佳样品(Mg_(3)Y_(2)Ge_(3)O_(12)∶0.015Pr^(3+))的余辉时间可达1200 s以上。之后,我们通过热释光曲线具体研究了陷阱的分布及余辉的充放能过程。结果表明,Mg_(3)Y_(2)Ge_(3)O_(12)∶0.015Pr^(3+)材料中浅陷阱的浓度相对较低从而导致室温下的余辉性能较弱。由于材料在高温区域具有超宽带陷阱分布,因此,我们进一步探究了其在高温下的多色长余辉性能。在本工作中,我们成功制备了一种单一离子激活的发光及余辉颜色可调的长余辉发光材料,考虑到其在室温以及高温条件下都具有发光及余辉颜色变化的特点,该材料在高温预警标识以及防伪领域有着潜在的应用价值。

长余辉粉体的含量和分散对环氧树脂性能的影响

将长余辉粉体(LAP)分散于树脂涂层制备的蓄能自发光涂层在安全标识领域具有广阔的应用前景,LAP在树脂中的分散性对涂层材料性能具有重要影响。以环氧树脂(EP)为基体,以球磨共混的方式在EP基体中加入不同含量的LAP用以制备EP/LAP自发光复合材料。研究了不同LAP含量及球磨工艺对复合材料结构、发光效果、摩擦性能及力学性能的影响。利用扫描电子显微镜和傅里叶变化红外光谱观察和分析了EP/LAP复合材料的断裂形貌和各组分相互作用。结果表明,球磨有效改善了LAP在EP中的分散性,提升了材料发光均匀性、热稳定性、力学性能,降低了摩擦系数。LAP未对EP的化学固化反应过程产生影响,两者未发生化学反应,EP/LAP复合材料可以实现有效固化。LAP含量过高不利于复合材料的力学性能和摩擦性能。在LAP添加量为5份时,经球磨制备的EP/LAP复合材料具有最佳的综合性能,摩擦系数降低至0.12,拉伸强度提升至28.77 MPa,同时发光均匀性得到有效提升。此外,EP/LAP复合材料表现出良好的发光效果。

长余辉发光材料研究进展

第一次观察到Sm^(3+)、Tm^(3+)、Yb^(3+)的红色和橙红色长余辉发光;首次在含镉的氧化物中观察到红、绿、蓝等多种颜色的新型长余辉发光,特别第一次观察到非稀土离子如Pb^(2+)、Bi^(3+)、Sn^(2+)、Sb^(3+)的长余辉发光现象;首先发现在一种基质中由一种稀土离子(Dy^(3+))激活产生的发白色光的长余辉发光材料;第一次观察到Er^(3+)、Ho^(3+)的绿色长余辉发光;在掺Tm^(3+)的材料中发现迄今为止未见国内外报道的800nm最长波长的长余辉发射;在掺Tm^(3+)的材料中初步观察到既有上转换发光又具有长余辉发射的新的发光现象;开展了长余辉发光材料的纳米组装,以及开拓这类材料在环境和生物医学领域的应用研究。研究的能产生长余辉发光的激活离子和基质化合物已有较大扩展,并发现了一些变化规律及用现有模型和规则难以说明和解释的新的现象。迄今,文献报道的具有长余辉发光的基质和离子主要是铝酸盐、硅酸盐、硫氧化钇等基质和Eu^(2+)、Eu^(3+)、Ce^(3+)、Tb^(3+)、Pr^(3+)、Mn^(2+)等离子,拓展到锗酸盐、钨酸盐、镓酸盐、石榴石、含镉的氧化物以及稀土硫氧化物等基质和Sm^(3+)、Dy^(3+)、Er^(3+)、Ho^(3+)、Tm^(3+)、Yb^(3+)、Pb^(3+)、Bi^(3+)、Sn^(2+)、Sb^(3+)等离子,在这些基质和离子中都观察到了长余辉发光。

长余辉发光材料研究进展

长余辉发光材料是一类重要的光-光转换和节能材料。这类材料在工农业生产、军事、消防和人们生活的许多方面得到广泛应用。本文主要结合本课题组近年在长余辉发光材料领域的研究工作,综述长余辉发光材料的研究进展,并对今后的发展方向进行展望。

溶胶—凝胶法制备长余辉发光材料SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)的研究

用溶胶—凝胶法制备长余辉发光材料 Sr Al2 O4 ∶ Eu2 + ,Dy3+ ,选用柠檬酸合成前驱体柠檬酸盐 ,确定最佳烧结温度在 12 0 0～ 12 5 0℃范围 ,比一般高温固相法制备该产物降低了 2 0 0℃ ,其产物的发射光谱出现了明显“蓝移”现象。