A mecanoluminescência (ML) localizada na faixa espectral do infravermelho próximo (NIR) pode ter aplicações promissoras em imagens biomecânicas in-situ e em tempo real. Isto se deve à melhor resolução espacial e profundidade de penetração dos tecidos biológicos, menor perda óptica e evitação da autofluorescência.



Historicamente, os íons de terras raras têm sido predominantemente empregados como ativadores em materiais de ML. No entanto, ajustar as emissões de íons de terras raras, especialmente RE ³⁺ , coloca desafios, limitando assim a aplicação prática dos NIR MLs. Portanto, cada vez mais pesquisadores têm favorecido os sistemas ativados por íons de metais de transição.

Anteriormente, Puxian Xiong e colegas relataram um material NIR ML auto-recuperável em galato usando Cr ³⁺ íons como centro de emissão pela primeira vez.

"De fato, LiGa₅ O₈ :Cr ³⁺ apresenta boa repetibilidade de ML e não requer um processo de pré-irradiação, mas os mecanismos intrínsecos de ML ainda não estão totalmente claros", diz Xiong. "Em particular, não está claro se os portadores remanescentes ocupados por armadilhas de rede podem afetar a repetibilidade de ML."

Como é geralmente conhecido, o método de pré-aquecimento é uma das formas mais eficazes para remover os transportadores remanescentes. Em um novo estudo publicado em Advanced Powder Materials , a equipe integrou o método de pré-aquecimento com os resultados de ML correspondentes. “Este trabalho pretende atualizar a análise do mecanismo de ML através da eliminação das influências das operadoras armazenadas”, diz Xiong, que é co-autor correspondente do estudo.

Ao todo, Cr ³⁺ LaAlO do tipo perovskita dopada com íons₃ O fósforo ML é sintetizado com sucesso por um método tradicional de reação em estado sólido de alta temperatura no ar. Combinado com caracterizações de fotoluminescência, luminescência persistente, refletância difusa e termoluminescência, o mecanismo inerente de ML foi discutido em detalhes pelos autores.

"Observamos que ML em LaAlO₃ :Cr ³⁺ é auto-recuperável, o que é obviamente diferente dos compostos ML controlados por armadilha (que requerem luz UV para pré-irradiação). Com base no método de pré-aquecimento e na análise de ML correspondente, tal ML auto-recuperável depende mais da piezoeletricidade do LaAlO não centrossimétrico₃ :Cr ³⁺ ", diz Xiong.

Sob estímulos mecânicos, um forte campo piezoelétrico é construído dentro do composto, que é grande o suficiente para gerar estados eletronicamente excitados do Cr ³⁺ íons, resultando subsequentemente em ML. Esta luminescência é caracterizada pela auto-recuperação, o que implica que o composto pode ser aplicado em diversas aplicações.

“Demonstramos ainda grandes perspectivas de aplicação em potencial para o campo de bioimagem de ML, antifalsificação e criptografia de informações com a codificação e decodificação de código ASCII”, acrescenta Xiong.

Mais informações: Peishan Shao et al, Mecanoluminescência NIR auto-recuperável de aluminato tipo perovskita dopado com Cr3+, Advanced Powder Materials (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100165
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