Blæk med carbon nanodots lyser op via tre forskellige mekanismer

pengesedler, Dokumenter, mærkevarer, og følsomme varer som lægemidler eller tekniske komponenter er ofte mærket for at skelne dem fra efterligninger. Imidlertid, nogle falskmøntnere har lært at kopiere konventionelle fluorescerende tags. I journalen Angewandte Chemie , Kinesiske videnskabsmænd har nu introduceret en ny, enestående anti-falskeblæk lavet med carbon nanodots. Deres geniale kompositmateriale udsender tre forskellige typer luminescens.

Et materiale, der udsender lys på tre forskellige måder ved stuetemperatur, ville være det første. Holdet ledet af Hengwei Lin ved Ningbo Institute of Materials Technology &Engineering ved Chinese Academy of Sciences, universitetet i Chongqing, og Southeast University i Nanjing, har med succes produceret et sådant stof baseret på kulstofnanodotter – selvlysende nanomaterialer, som har tiltrukket sig stor opmærksomhed i de senere år på grund af deres unikke optiske egenskaber og ekstremt lave toksicitet.

Forskerne brugte en let proces til at lave kulstofnanodotter af m-phenylendiamin. Disse blev derefter spredt i vand med polyvinylalkohol og dispenseret som blæk fra en gelpen på en pengeseddel og et dokument. Efter tørring, resultatet var en gennemsigtig film af kulstofnanodotter i en polyvinylalkoholmatrix. Denne film er farveløs under almindeligt lys, men har tre tricks i ærmet:1) Bestråling med en UV-lampe (365 nm) får mærket til at udsende blåt lys (fotoluminescens); 2) UV-bestrålingen resulterer også i en grøn efterglød, der fortsætter i flere sekunder efter, at UV-lampen er slukket (fosforescens fra stuetemperatur); og 3) bestråling med en infrarød femtosekund-pulslaser (800 nm) inducerer en blå-grøn glød (to-foton-luminescens).

Fotoluminescens er et fænomen, der er almindeligt observeret. Bestråling med UV-lys katapulterer elektroner til et højere energiniveau. Når elektronerne vender tilbage til grundtilstanden, en del af energien genudsendes som synligt lys. To-foton luminescens er et væsentligt mindre almindeligt fænomen, hvor to elektroner absorberes samtidigt (i dette tilfælde i det infrarøde område) og hopper til et højere niveau. Fra dette højere niveau, elektronen kan vende direkte tilbage til grundtilstanden ved at udsende lys med en kortere bølgelængde (i det synlige område).

Fosforescens ved stuetemperatur er særlig sjælden. Det involverer en forsinkelse i frigivelsen af ​​den absorberede energi, fordi kvantemekanisk "forbudte" - og derfor usandsynlige - elektroniske overgange er involveret. Forskerne fastslog, at nitrogenholdige grupper på overfladen af ​​kulstofnanodotter er afgørende for denne observerede fosforescens. Indlejringen af ​​nanodotter i polyvinylalkoholmatrixen er også vigtig, fordi det hæmmer intramolekylær bevægelse, der virker mod fosforescensen.