Lanthanid-organiske ramme nanotermometre fremstillet ved spraytørring

Et arbejde i Avancerede funktionelle materialer viser, hvordan MOF-nanopartikler fremstillet med spraytørring og indeholdende lanthanidmetaller kan bruges som nanotermometre, der fungerer over et bredt temperaturområde, herunder i det kryogene område.

Medlemmer af ICN2 har samarbejdet i ny forskning for at opnå nanotermometre, der kan give nøjagtige, ikke-invasive og selvrefererede temperaturmålinger på submikrometerskalaen. Forskningen er koordineret fra University of Aveiro (Portugal). Resultaterne er offentliggjort i Avancerede funktionelle materialer i en artikel med titlen "Lanthanid-Organic Framework Nanothermometre Prepared by Spray-Drying".

Den termiske afhængighed af fosforens luminescens giver høj detektionsfølsomhed og rumlig opløsning med korte optagelsestider i, for eksempel, biologiske væsker, stærke elektromagnetiske felter, og objekter i hurtig bevægelse.

Den strategi, som forskerne fulgte, bygger på den termiske afhængighed af fosforluminescens, som giver høj detekteringsfølsomhed og særlig opløsning med korte optagelsestider i sådanne medier som biologiske væsker, stærke elektromagnetiske felter, og objekter i hurtig bevægelse.

Temperaturbestemmelsen er normalt baseret på ændringen af ​​luminescensintensiteten eller henfaldstiderne. Imidlertid, målingerne baseret på en enkelt f–f-overgang kan være meget påvirket af variationen i sensorkoncentrationen og driften af ​​de optoelektroniske systemer – nemlig, excitationskilderne og detektorerne. For nylig, forfattere rapporterede selvreferencer nanotermometre baseret på intensitetsforholdet mellem to f – f-overgange, der overvinder ulemperne ved temperaturbestemmelse med en enkelt overgang.

Artiklen viser også, at spraytørring af præparerede MOF-nanopartikler kan bruges som ratiometriske luminescerende nanotermometre, der fungerer over et bredt temperaturområde - især, det kryogene område. Prof Maspoch og Dr. Imaz har bidraget til syntesen af ​​MOF -nanopartiklerne af Tb (III) og Eu (III), den første lanthanid-organiske ramme fremstillet ved sprøjtetørringsmetoden. Dette system er det hidtil mest følsomme kryogene nanotermometer, der er rapporteret, kombinerer høj følsomhed, reproducerbarhed, og lav temperatur usikkerhed.