Novo método desenvolvido para pontos de carbono multicoloridos fosforescentes
Diagrama esquemático da preparação de materiais compósitos fosforescentes multicoloridos e de longa duração à temperatura ambiente baseados em pontos de carbono e suas aplicações potenciais no combate à falsificação. Crédito:ZHANG Qipeng Uma equipe de pesquisa desenvolveu um novo método para preparar nanopontos de polímero carbonizado capazes de emitir fosforescência multicolorida ultralonga em temperatura ambiente (RTP) do azul ao verde.
“Esses materiais apresentam aplicações potenciais no combate à falsificação e na criptografia de informações”, disse Zhang Qipeng, membro da equipe.
Os resultados da pesquisa foram publicados na Advanced Science , e o estudo foi liderado por Jiang Changlong, do Instituto Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências.
Os materiais RTP brilham mesmo depois que a fonte de luz é removida, tornando-os valiosos para vários usos, como recursos de segurança, proteção de dados, monitores e imagens médicas. Os pontos de carbono (CDs) são um tipo de material RTP conhecido por ser fácil de fazer, estável à luz e seguro. Mas produzir materiais RTP brilhantes e duradouros com CDs é difícil devido à perda de energia não radiativa.
Além disso, é difícil obter cores fosforescentes diferentes a partir de materiais com pontos de carbono únicos, limitando seu uso. Portanto, o desenvolvimento de materiais de pontos de carbono RTP multicoloridos, de longa duração e de alto rendimento quântico é imperativo.
O método desenvolvido nesta pesquisa é sintetizar nanopontos de polímero carbonizado usando síntese hidrotérmica de orto-fenilenodiamina (oPD) e ácido poliacrílico (PAA). Os pesquisadores misturaram alguns produtos químicos chamados ortofenilenodiamina (oPD) e ácido poliacrílico (PAA) em água quente para formar esses pontos. Então, eles assaram esses pontos com óxido de boro (B2 O3 ) para fazê-los brilhar por muito tempo, do azul ao verde.
A adição de oPD fez com que esses CDs brilhassem em diferentes cores fosforescentes devido à dopagem do elemento nitrogênio. O PAA, que é uma longa cadeia de moléculas, fez com que esses CDs agissem como outros nanopontos de polímero carbonizados feitos de polímeros. As estruturas de reticulação de cadeia longa destes polímeros fixam os grupos luminescentes dentro dos pontos poliméricos carbonizados através de ligações covalentes e ligações de hidrogénio, reduzindo as perdas não radiativas e aumentando assim a fosforescência dos CDs.
O óxido de boro, que é como uma casca dura em torno dos CDs, também ajudou a evitar perdas não radiativas da energia fosforescente. O efeito sinérgico das estruturas poliméricas reticuladas dentro dos pontos de carbono e suas conchas rígidas permite que esses pontos de carbono exibam excelente fosforescência, com uma duração visível de até 49 segundos e um rendimento quântico máximo de fosforescência de 19,5%.
Eles também demonstram notável resistência ao fotodegradação. Como resultado, esses materiais de pontos de carbono são muito promissores para aplicações em combate à falsificação e criptografia de informações.
Esta pesquisa não só melhora a nossa compreensão dos materiais RTP, mas também abre caminho para a criação de materiais versáteis e de alto desempenho para segurança e proteção de dados, de acordo com a equipe.
