Forskere udvikler stabilt selvlysende kompositmateriale baseret på perovskit -nanokrystaller

Et internationalt team af forskere, der omfatter forskere fra ITMO University, har udviklet et nyt kompositmateriale baseret på perovskit -nanokrystaller med det formål at skabe miniaturelyskilder med forbedret outputkapacitet. Indførelsen af ​​perovskit -nanokrystaller i porøse glaspartikler gjorde det muligt at øge deres driftstid med næsten tre gange, og den efterfølgende belægning af disse partikler med polymerer - for at øge stabiliteten af ​​deres optiske egenskaber under vand, hvilket især er vigtigt med henblik på at skabe lyskilder til anvendelse i biologiske medier. Resultaterne er blevet offentliggjort i ChemNanoMat .

Perovskite nanokrystaller er genstand for tung forskning inden for moderne materialevidenskab. De har fremragende optiske egenskaber, herunder renhed og lysstyrke af udsendt lys, hvilket gør dem tiltalende til brug i moderne lasersystemer. På samme tid, perovskitter er ustabile i luften, ved interaktion med vand, samt under intens belysning. Det er derfor, forbedringen af ​​perovskit -nanokrystalers stabilitet er en af ​​de centrale opgaver, der står foran det videnskabelige samfund.

Et internationalt team af forskere, der omfatter forskere fra ITMO University, Ioffe Institute, samt City University of Hong Kong, studeret forskellige betingelser for introduktion af perovskit -nanokrystaller i porøse kugler af siliciumdioxid, der kan fungere som både beskyttende matricer og optiske resonatorer til spontan forstærkning af luminescenssignalet. Deres forskning identificerede de optimale parametre for fremstilling af et perovskit-nanokrystalsbaseret selvlysende materiale, hvor emissionsintensiteten forblev på 85% af originalen, hvilket er betydeligt højere end for de samme nanokrystaller uden en beskyttelsesmatrix. Sådanne kompositmaterialer forblev også stabile under virkningen af ​​intensiv UV -stråling, som kan bruges som en lyspumpekilde ved design af lasersystemer.

"Vores næste trin havde at gøre med udviklingen af ​​et beskyttende lag til sådanne lysemitterende mikrosfærer med perovskit-nanokrystaller med det formål at flytte dem til vandige opløsninger, "siger Elena Ushakova, lektor ved ITMOs fakultet for fotonik og optisk informationsteknologi. "For at gøre dette, vi brugte lag-for-lag teknikken til at deponere skiftevis lag af modsat ladede materialer på mikrosfærernes overflade. De resulterende selvlysende kugler kan dispergeres i vand og samtidig bevare deres optiske egenskaber, hvilket er vigtigt ud fra deres videre anvendelse som lyskilder i biologiske væv. "