Папиларните шарки на човешките пръсти остават основно непроменени в тяхната топологична структура от раждането, притежавайки различни характеристики от човек на човек, а папиларните шарки на всеки пръст на един и същ човек също са различни. Папилата на пръстите е набраздена и разпределена с много потни пори. Човешкото тяло непрекъснато отделя вещества на водна основа като пот и мазни вещества като масло. Тези вещества ще се прехвърлят и отлагат върху обекта, когато влязат в контакт, образувайки отпечатъци върху обекта. Именно поради уникалните характеристики на отпечатъците на ръцете, като тяхната индивидуална специфика, устойчивост през целия живот и отразяващ характер на следите от докосване, пръстовите отпечатъци се превърнаха в признат символ на криминално разследване и разпознаване на лична самоличност от първото използване на пръстови отпечатъци за лична идентификация в края на 19 век.
На местопрестъплението, с изключение на триизмерни и плоски цветни пръстови отпечатъци, процентът на поява на потенциални пръстови отпечатъци е най-висок. Потенциалните пръстови отпечатъци обикновено изискват визуална обработка чрез физически или химически реакции. Общите потенциални методи за разработване на пръстови отпечатъци включват главно оптично проявяване, проявяване на прах и химическо развитие. Сред тях разработването на прах е предпочитано от масовите звена поради простата си работа и ниската цена. Въпреки това, ограниченията на традиционния прахообразен дисплей за пръстови отпечатъци вече не отговарят на нуждите на криминалните техници, като сложните и разнообразни цветове и материали на обекта на местопрестъплението и слабия контраст между пръстовия отпечатък и цвета на фона; Размерът, формата, вискозитетът, съотношението на състава и ефективността на прахообразните частици влияят върху чувствителността на външния вид на праха; Селективността на традиционните прахове е лоша, особено повишената адсорбция на мокри предмети върху праха, което значително намалява селективността на проявяване на традиционните прахове. През последните години специалистите по криминални науки и технологии непрекъснато изследват нови материали и методи за синтез, сред коиторедкоземнилуминесцентните материали са привлекли вниманието на криминално-научния и технологичния персонал поради техните уникални луминесцентни свойства, висок контраст, висока чувствителност, висока селективност и ниска токсичност при прилагането на дисплея за пръстови отпечатъци. Постепенно запълнените 4f орбитали на редкоземните елементи ги даряват с много богати енергийни нива, а електронните орбитали на слоя 5s и 5P на редкоземните елементи са напълно запълнени. Електроните на слоя 4f са екранирани, което придава на електроните на слоя 4f уникален режим на движение. Следователно, редкоземните елементи показват отлична фотостабилност и химическа стабилност без фотоизбелване, преодолявайки ограниченията на често използваните органични багрила. Освен товаредкоземниелементите също имат превъзходни електрически и магнитни свойства в сравнение с други елементи. Уникалните оптични свойства наредкоземнийони, като дълъг живот на флуоресценция, много тесни ленти на поглъщане и излъчване и големи празнини на поглъщане и излъчване на енергия, привлякоха широко внимание в свързаните изследвания на дисплея на пръстови отпечатъци.
Сред многобройнитередкоземниелементи,европийе най-често използваният луминисцентен материал. Демаркей, откривателят наевропийпрез 1900 г. за първи път описва резки линии в абсорбционния спектър на Eu3+in разтвор. През 1909 г. Urban описва катодолуминесценцията наGd2O3: Eu3+. През 1920 г. Прандъл за първи път публикува абсорбционните спектри на Eu3+, потвърждавайки наблюденията на Де Маре. Абсорбционният спектър на Eu3+ е показан на фигура 1. Eu3+ обикновено се намира на С2 орбитала, за да улесни прехода на електрони от нива 5D0 към 7F2, като по този начин освобождава червена флуоресценция. Eu3+ може да постигне преход от електрони в основно състояние към най-ниското енергийно ниво на възбудено състояние в обхвата на дължината на вълната на видимата светлина. При възбуждане на ултравиолетова светлина Eu3+ проявява силна червена фотолуминесценция. Този тип фотолуминесценция е приложим не само за Eu3+ йони, легирани в кристални субстрати или стъкла, но също и за комплекси, синтезирани севропийи органични лиганди. Тези лиганди могат да служат като антени за абсорбиране на възбуждаща луминесценция и прехвърляне на възбуждаща енергия към по-високи енергийни нива на Eu3+ йони. Най-важното приложение наевропийе червеният флуоресцентен прахY2O3: Eu3+(YOX) е важен компонент на флуоресцентните лампи. Възбуждането на Eu3+ с червена светлина може да се постигне не само чрез ултравиолетова светлина, но и чрез електронен лъч (катодолуминесценция), рентгенова γ радиация α или β частица, електролуминесценция, фрикционна или механична луминесценция и хемилуминесценция. Благодарение на своите богати луминесцентни свойства, той е широко използвана биологична сонда в областта на биомедицинските или биологичните науки. През последните години той също така събуди изследователския интерес на криминалистите и технологичния персонал в областта на криминалистиката, предоставяйки добър избор за преодоляване на ограниченията на традиционния прахов метод за показване на пръстови отпечатъци и има значително значение за подобряване на контраста, чувствителност и селективност на дисплея на пръстов отпечатък.
Фигура 1 Eu3+абсорбционна спектрограма
1, Принцип на луминесценция наредкоземен европийкомплекси
Електронните конфигурации на основното и възбуденото състояние наевропиййоните са от тип 4fn. Благодарение на отличния екраниращ ефект на s и d орбиталите околоевропиййони на 4f орбиталите, ff преходите наевропиййоните показват остри линейни ивици и относително дълъг живот на флуоресценция. Въпреки това, поради ниската фотолуминесцентна ефективност на европиевите йони в ултравиолетовата и видимата светлина, органичните лиганди се използват за образуване на комплекси севропиййони за подобряване на коефициента на абсорбция на ултравиолетовата и видимата светлина. Флуоресценцията, излъчвана отевропийкомплексите не само имат уникалните предимства на висок интензитет на флуоресценция и висока чистота на флуоресценция, но също така могат да бъдат подобрени чрез използване на високата ефективност на абсорбция на органичните съединения в ултравиолетовите и видимите светлинни области. Енергията на възбуждане, необходима заевропиййонната фотолуминесценция е висока Дефицитът на ниска ефективност на флуоресценцията. Има два основни принципа на луминесценцияредкоземен европийкомплекси: единият е фотолуминесценцията, която изисква лиганда наевропийкомплекси; Друг аспект е, че ефектът на антената може да подобри чувствителността наевропиййонна луминесценция.
След като бъде възбуден от външна ултравиолетова или видима светлина, органичният лиганд вредкоземнисложни преходи от основното състояние S0 към възбуденото синглетно състояние S1. Електроните във възбудено състояние са нестабилни и се връщат в основното състояние S0 чрез радиация, освобождавайки енергия за лиганда, за да излъчва флуоресценция, или периодично да скача до своето тройно възбудено състояние T1 или T2 чрез нерадиационни средства; Тройно възбудените състояния освобождават енергия чрез радиация, за да произведат лигандна фосфоресценция или да прехвърлят енергия къмметален европиййони чрез нерадиационен вътремолекулен пренос на енергия; След като бъдат възбудени, европиевите йони преминават от основно във възбудено състояние иевропиййони във възбудено състояние преминават към ниско енергийно ниво, накрая се връщат в основното състояние, освобождавайки енергия и генерирайки флуоресценция. Следователно, чрез въвеждане на подходящи органични лиганди за взаимодействиередкоземнийони и сенсибилизиране на централните метални йони чрез нерадиационен пренос на енергия в молекулите, флуоресцентният ефект на редкоземните йони може да бъде значително увеличен и изискването за външна енергия на възбуждане може да бъде намалено. Това явление е известно като ефект на антената на лигандите. Диаграмата на енергийните нива на преноса на енергия в комплекси Eu3+ е показана на фигура 2.
В процеса на пренос на енергия от триплетното възбудено състояние към Eu3+, енергийното ниво на лигандното триплетно възбудено състояние трябва да бъде по-високо от или в съответствие с енергийното ниво на Eu3+възбуденото състояние. Но когато енергийното ниво на триплета на лиганда е много по-голямо от най-ниската енергия на възбудено състояние на Eu3+, ефективността на енергийния трансфер също ще бъде значително намалена. Когато разликата между триплетното състояние на лиганда и най-ниското възбудено състояние на Eu3+ е малка, интензитетът на флуоресценция ще отслабне поради влиянието на скоростта на термична дезактивация на триплетното състояние на лиганда. β-дикетонните комплекси имат предимствата на силен коефициент на UV абсорбция, силна координационна способност, ефективен енергиен трансфер средкоземниs, и могат да съществуват както в твърда, така и в течна форма, което ги прави едни от най-широко използваните лиганди вредкоземникомплекси.
Фигура 2 Диаграма на енергийните нива на пренос на енергия в Eu3+комплекс
2. Метод на синтез наРедкоземен европиумКомплекси
2.1 Метод за синтез на твърдо състояние при висока температура
Методът на високотемпературно твърдо състояние е често използван метод за приготвянередкоземнилуминесцентни материали и също така се използва широко в промишленото производство. Методът за високотемпературен синтез в твърдо състояние е реакцията на интерфейсите на твърдата материя при условия на висока температура (800-1500 ℃) за генериране на нови съединения чрез дифузия или транспортиране на твърди атоми или йони. За приготвяне се използва високотемпературен твърдофазен методредкоземникомплекси. Първо, реагентите се смесват в определена пропорция и подходящо количество флюс се добавя към хаван за цялостно смилане, за да се осигури равномерно смесване. След това смлените реагенти се поставят във високотемпературна пещ за калциниране. По време на процеса на калциниране могат да се напълнят окислителни, редукционни или инертни газове според нуждите на експерименталния процес. След високотемпературно калциниране се образува матрица със специфична кристална структура, към която се добавят редкоземни йони на активатора, за да се образува луминисцентен център. Калцинираният комплекс трябва да претърпи охлаждане, изплакване, сушене, повторно смилане, калциниране и пресяване при стайна температура, за да се получи продуктът. Обикновено са необходими множество процеси на смилане и калциниране. Многократното смилане може да ускори скоростта на реакцията и да направи реакцията по-пълна. Това е така, защото процесът на смилане увеличава контактната площ на реагентите, като значително подобрява скоростта на дифузия и транспортиране на йони и молекули в реагентите, като по този начин подобрява ефективността на реакцията. Различните времена и температури на калциниране обаче ще окажат влияние върху структурата на образуваната кристална матрица.
Високотемпературният твърдотелен метод има предимствата на проста работа на процеса, ниска цена и кратко време, което го прави зряла технология за приготвяне. Основните недостатъци на високотемпературния метод в твърдо състояние обаче са: първо, необходимата реакционна температура е твърде висока, което изисква високо оборудване и инструменти, консумира висока енергия и е трудно да се контролира кристалната морфология. Морфологията на продукта е неравномерна и дори причинява повреда на кристалното състояние, което влияе върху ефективността на луминесценцията. Второ, недостатъчното смилане затруднява равномерното смесване на реагентите и кристалните частици са относително големи. Поради ръчно или механично смилане, примесите неизбежно се смесват, за да повлияят на луминесценцията, което води до ниска чистота на продукта. Третият проблем е неравномерното нанасяне на покритието и лошата плътност по време на процеса на нанасяне. Лай и др. синтезира серия от Sr5 (PO4) 3Cl еднофазни полихроматични флуоресцентни прахове, легирани с Eu3+ и Tb3+, използвайки традиционния високотемпературен метод в твърдо състояние. При почти ултравиолетово възбуждане, флуоресцентният прах може да настрои цвета на луминесценцията на фосфора от синята област към зелената област според концентрацията на допинг, подобрявайки дефектите на нисък индекс на цветопредаване и висока свързана цветова температура в бели светодиоди . Високата консумация на енергия е основният проблем при синтеза на флуоресцентни прахове на базата на борофосфат чрез високотемпературен метод в твърдо състояние. Понастоящем все повече и повече учени се ангажират с разработването и търсенето на подходящи матрици за решаване на проблема с високата консумация на енергия при високотемпературния твърдотелен метод. През 2015 г. Хасегава и др. завърши нискотемпературното получаване на твърдо състояние на Li2NaBP2O8 (LNBP) фаза, използвайки пространствената група P1 на триклинната система за първи път. През 2020 г. Zhu et al. съобщават за нискотемпературен синтез в твърдо състояние за нов фосфор Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu), изследвайки ниска консумация на енергия и евтин маршрут за синтез на неорганични фосфори.
2.2 Метод на утаяване с Co
Методът на съвместно утаяване също е често използван метод за синтез на „меки химикали“ за получаване на неорганични редкоземни луминесцентни материали. Методът на съвместно утаяване включва добавяне на утаител към реагента, който реагира с катионите във всеки реагент, за да образува утайка или хидролизира реагента при определени условия, за да образува оксиди, хидроксиди, неразтворими соли и т.н. Целевият продукт се получава чрез филтруване, измиване, сушене и други процеси. Предимствата на метода на съвместно утаяване са проста работа, кратка консумация на време, ниска консумация на енергия и висока чистота на продукта. Най-важното му предимство е, че малкият му размер на частиците може директно да генерира нанокристали. Недостатъците на метода на съвместно утаяване са: първо, полученият феномен на агрегация на продукта е сериозен, което засяга луминисцентните характеристики на флуоресцентния материал; Второ, формата на продукта е неясна и трудна за контрол; Трето, има определени изисквания за избора на суровини и условията на утаяване между всеки реагент трябва да бъдат възможно най-сходни или идентични, което не е подходящо за прилагане на множество системни компоненти. K. Petcharoen и др. синтезира сферични магнетитни наночастици, използвайки амониев хидроксид като утаител и метод на химическо съвместно утаяване. Оцетната киселина и олеиновата киселина бяха въведени като покриващи агенти по време на началния етап на кристализация и размерът на магнетитните наночастици беше контролиран в диапазона от 1-40 nm чрез промяна на температурата. Добре диспергираните магнетитни наночастици във воден разтвор са получени чрез повърхностна модификация, подобрявайки феномена на агломерация на частиците при метода на съвместно утаяване. Kee и др. сравнява ефектите от хидротермалния метод и метода на съвместно утаяване върху формата, структурата и размера на частиците на Eu-CSH. Те посочиха, че хидротермалния метод генерира наночастици, докато методът на съвместно утаяване генерира субмикронни призматични частици. В сравнение с метода на съвместно утаяване, хидротермалния метод показва по-висока кристалност и по-добър интензитет на фотолуминесценция при получаването на Eu-CSH прах. JK Han и др. разработиха нов метод за съвместно утаяване, използвайки неводен разтворител N, N-диметилформамид (DMF) за получаване на (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 фосфори с тясно разпределение на размера и висока квантова ефективност близо до сферични частици с нано или субмикронен размер. DMF може да намали реакциите на полимеризация и да забави скоростта на реакцията по време на процеса на утаяване, като помага за предотвратяване на агрегацията на частиците.
2.3 Метод на хидротермален/термичен синтез на разтворител
Хидротермалния метод започва в средата на 19 век, когато геолози симулират естествена минерализация. В началото на 20 век теорията постепенно узрява и в момента е един от най-обещаващите методи за химия на разтвора. Хидротермален метод е процес, при който водна пара или воден разтвор се използват като среда (за транспортиране на йони и молекулни групи и пренос на налягане) за достигане на подкритично или суперкритично състояние в затворена среда с висока температура и високо налягане (първият има температура от 100-240 ℃, докато последната има температура до 1000 ℃), ускоряват скоростта на реакцията на хидролиза на суровините, и при силна конвекция, йони и молекулни групи дифундират до ниска температура за рекристализация. Температурата, стойността на pH, времето за реакция, концентрацията и видът на прекурсора по време на процеса на хидролиза влияят на скоростта на реакцията, външния вид на кристала, формата, структурата и скоростта на растеж в различна степен. Повишаването на температурата не само ускорява разтварянето на суровините, но също така увеличава ефективния сблъсък на молекули за насърчаване на образуването на кристали. Различните скорости на растеж на всяка кристална равнина в pH кристалите са основните фактори, влияещи върху кристалната фаза, размера и морфологията. Продължителността на времето за реакция също влияе върху растежа на кристалите и колкото по-дълго е времето, толкова по-благоприятно е то за растежа на кристалите.
Предимствата на хидротермалния метод се проявяват главно в: първо, висока кристална чистота, без замърсяване с примеси, тясно разпределение на размера на частиците, висок добив и разнообразна морфология на продукта; Второто е, че процесът на работа е прост, цената е ниска и консумацията на енергия е ниска. Повечето от реакциите се провеждат в среда със средна до ниска температура и условията на реакцията са лесни за контролиране. Обхватът на приложение е широк и може да отговори на изискванията за подготовка на различни форми на материали; Трето, натискът от замърсяване на околната среда е нисък и е относително благоприятен за здравето на операторите. Основните му недостатъци са, че прекурсорът на реакцията лесно се влияе от рН на околната среда, температурата и времето, а продуктът има ниско съдържание на кислород.
Солвотермалния метод използва органични разтворители като реакционна среда, което допълнително разширява приложимостта на хидротермалните методи. Поради значителните разлики във физичните и химичните свойства между органичните разтворители и водата, реакционният механизъм е по-сложен, а външният вид, структурата и размерът на продукта са по-разнообразни. Nallappan и др. синтезира кристали MoOx с различни морфологии от лист до нанопръчка чрез контролиране на реакционното време на хидротермален метод, използвайки натриев диалкилсулфат като кристално насочващ агент. Dianwen Hu и др. синтезирани композитни материали на базата на полиоксимолибден кобалт (CoPMA) и UiO-67 или съдържащи бипиридилови групи (UiO-bpy), използвайки солвотермален метод чрез оптимизиране на условията на синтез.
2.4 Сол гел метод
Сол гел методът е традиционен химичен метод за получаване на неорганични функционални материали, който се използва широко при получаването на метални наноматериали. През 1846 г. Elbelmen за първи път използва този метод за получаване на SiO2, но използването му все още не е зряло. Методът на приготвяне е главно да се добави активатор на редкоземни йони в първоначалния реакционен разтвор, за да се изпари разтворителят, за да се получи гел, а приготвеният гел получава целевия продукт след температурна обработка. Люминофорът, произведен по метода на зол-гела, има добра морфология и структурни характеристики и продуктът има малък равномерен размер на частиците, но неговата осветеност трябва да бъде подобрена. Процесът на приготвяне на зол-гел метода е прост и лесен за работа, реакционната температура е ниска и безопасността е висока, но времето е дълго и количеството на всяко третиране е ограничено. Гапоненко и др. подготви аморфна BaTiO3/SiO2 многослойна структура чрез центрофугиране и топлинна обработка на сол-гел метод с добра пропускливост и индекс на пречупване и посочи, че индексът на пречупване на филма BaTiO3 ще се увеличи с увеличаването на концентрацията на зол. През 2007 г. изследователската група на Liu L успешно улови силно флуоресцентния и стабилен на светлина комплекс Eu3+метален йон/сензибилизатор в нанокомпозити на основата на силициев диоксид и легиран сух гел, използвайки метода зол гел. В няколко комбинации от различни производни на редкоземни сенсибилизатори и силициеви нанопорести шаблони, използването на 1,10-фенантролин (OP) сенсибилизатор в тетраетоксисилан (TEOS) шаблон осигурява най-добрия флуоресцентно легиран сух гел за тестване на спектралните свойства на Eu3+.
2.5 Метод на микровълнов синтез
Методът на микровълновия синтез е нов екологичен и незамърсен метод за химичен синтез в сравнение с високотемпературния метод на твърдо състояние, който се използва широко в синтеза на материали, особено в областта на синтеза на наноматериали, показващ добър импулс на развитие. Микровълната е електромагнитна вълна с дължина на вълната между 1nn и 1m. Микровълновият метод е процесът, при който микроскопичните частици вътре в изходния материал претърпяват поляризация под въздействието на силата на външно електромагнитно поле. Тъй като посоката на микровълновото електрическо поле се променя, движението и посоката на разположение на диполите се променят непрекъснато. Хистерезисният отговор на диполите, както и преобразуването на собствената им топлинна енергия без необходимост от сблъсък, триене и диелектрични загуби между атомите и молекулите, постигат ефекта на нагряване. Поради факта, че микровълновото нагряване може равномерно да загрее цялата реакционна система и бързо да проведе енергия, като по този начин насърчава напредъка на органичните реакции, в сравнение с традиционните методи за приготвяне, методът на микровълновия синтез има предимствата на бърза скорост на реакция, екологична безопасност, малък и равномерен размер на частиците на материала и висока чистота на фазата. Повечето доклади обаче понастоящем използват микровълнови абсорбери като въглероден прах, Fe3O4 и MnO2 за индиректно осигуряване на топлина за реакцията. Веществата, които лесно се абсорбират от микровълните и могат да активират самите реагенти, се нуждаят от допълнително проучване. Liu и др. комбинира метода на съвместно утаяване с микровълновия метод, за да синтезира чист шпинел LiMn2O4 с пореста морфология и добри свойства.
2.6 Метод на изгаряне
Методът на изгаряне се основава на традиционни методи за нагряване, които използват изгаряне на органична материя за генериране на целевия продукт, след като разтворът се изпари до сухо. Газът, генериран от изгарянето на органична материя, може ефективно да забави появата на агломерация. В сравнение с метода на нагряване в твърдо състояние, той намалява консумацията на енергия и е подходящ за продукти с ниски изисквания за температура на реакция. Реакционният процес обаче изисква добавяне на органични съединения, което увеличава цената. Този метод има малък капацитет за обработка и не е подходящ за промишлено производство. Продуктът, получен чрез метод на изгаряне, има малък и еднакъв размер на частиците, но поради краткия реакционен процес може да има непълни кристали, което се отразява на луминесцентните характеристики на кристалите. Anning и др. използва La2O3, B2O3 и Mg като изходни материали и използва синтез на изгаряне с помощта на сол, за да произведе прах LaB6 на партиди за кратък период от време.
3. Приложение наредкоземен европийкомплекси в развитието на пръстови отпечатъци
Методът на показване на прах е един от най-класическите и традиционни методи за показване на пръстови отпечатъци. Понастоящем праховете, които показват пръстови отпечатъци, могат да бъдат разделени на три категории: традиционни прахове, като магнитни прахове, съставени от фин железен прах и въглероден прах; Метални прахове, като златен прах,сребърен прах, и други метални прахове с мрежеста структура; Флуоресцентен прах. Традиционните прахове обаче често имат големи трудности при показването на пръстови отпечатъци или стари пръстови отпечатъци върху сложни фонови обекти и имат известен токсичен ефект върху здравето на потребителите. През последните години специалистите по криминални науки и технологии все повече предпочитат прилагането на нанофлуоресцентни материали за показване на пръстови отпечатъци. Благодарение на уникалните луминесцентни свойства на Eu3+ и широкото приложение наредкоземнивещества,редкоземен европийкомплексите не само се превърнаха в изследователска гореща точка в областта на криминалистиката, но също така предоставят по-широки изследователски идеи за показване на пръстови отпечатъци. Въпреки това, Eu3+ в течности или твърди вещества има лоша абсорбция на светлина и трябва да се комбинира с лиганди, за да се сенсибилизира и излъчва светлина, което позволява на Eu3+ да проявява по-силни и по-устойчиви флуоресцентни свойства. Понастоящем често използваните лиганди включват главно β-дикетони, карбоксилни киселини и карбоксилатни соли, органични полимери, надмолекулни макроцикли и др. Със задълбочените изследвания и прилагането наредкоземен европийкомплекси, е установено, че във влажна среда, вибрацията на координационните H2O молекули вевропийкомплексите могат да причинят потушаване на луминесценцията. Следователно, за да се постигне по-добра селективност и силен контраст в дисплея на пръстовия отпечатък, трябва да се положат усилия за проучване как да се подобри термичната и механична стабилност наевропийкомплекси.
През 2007 г. изследователската група на Liu L беше пионер във въвежданетоевропийкомплекси в областта на дисплея на пръстови отпечатъци за първи път у нас и в чужбина. Силно флуоресцентните и стабилни на светлина комплекси Eu3+метален йон/сенсибилизатор, уловени чрез метода зол гел, могат да се използват за потенциално откриване на пръстови отпечатъци върху различни съдебномедицински материали, включително златно фолио, стъкло, пластмаса, цветна хартия и зелени листа. Проучвателните изследвания представиха процеса на подготовка, UV/Vis спектрите, флуоресцентните характеристики и резултатите от етикетирането на пръстови отпечатъци на тези нови нанокомпозити Eu3+/OP/TEOS.
През 2014 г. Seung Jin Ryu и др. първо образува Eu3+комплекс ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) чрез хексахидратевропиев хлорид(EuCl3 · 6H2O) и 1-10 фенантролин (Phen). Чрез йонообменната реакция между междинните натриеви йони иевропийкомплексни йони, интеркалирани нано хибридни съединения (Eu (Phen) 2) 3+- синтезиран литиев сапунен камък и Eu (Phen) 2) 3+- естествен монтморилонит). При възбуждане на UV лампа при дължина на вълната 312 nm, двата комплекса не само поддържат характерни фотолуминесцентни явления, но също така имат по-висока термична, химическа и механична стабилност в сравнение с чистите Eu3+ комплекси. Въпреки това, поради липсата на угасени примесни йони като желязо в основното тяло на литиев сапунен камък, [Eu (Phen) 2] 3+- литиевият сапунен камък има по-добър интензитет на луминесценция от [Eu (Phen) 2] 3+- монтморилонит, а пръстовият отпечатък показва по-ясни линии и по-силен контраст с фона. През 2016 г. V Sharma et al. синтезиран стронциев алуминат (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) нано флуоресцентен прах, използващ метод на изгаряне. Прахът е подходящ за показване на пресни и стари пръстови отпечатъци върху пропускливи и непропускливи предмети като обикновена цветна хартия, опаковъчна хартия, алуминиево фолио и оптични дискове. Той не само проявява висока чувствителност и селективност, но също така има силни и дълготрайни характеристики на последващо сияние. През 2018 г. Wang et al. приготвени CaS наночастици (ESM-CaS-NP), легирани севропий, самарийи манган със среден диаметър 30 nm. Наночастиците са капсулирани с амфифилни лиганди, което им позволява да бъдат равномерно диспергирани във вода, без да губят своята флуоресцентна ефективност; Съвместната модификация на повърхността на ESM-CaS-NP с 1-додецилтиол и 11-меркаптоундеканова киселина (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NPs успешно реши проблема с охлаждането на флуоресценцията във вода и агрегацията на частици, причинена от хидролиза на частици в нано флуоресцентния прах. Този флуоресцентен прах не само проявява потенциални пръстови отпечатъци върху обекти като алуминиево фолио, пластмаса, стъкло и керамични плочки с висока чувствителност, но също така има широк спектър от източници на възбуждаща светлина и не изисква скъпо оборудване за извличане на изображения за показване на пръстови отпечатъци。В същата година изследователската група на Уанг синтезира серия от троичниевропийкомплекси [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] с използване на орто, мета и р-метилбензоена киселина като първи лиганд и орто фенантролин като втори лиганд, използвайки метод на утаяване. При облъчване с ултравиолетова светлина от 245 nm потенциалните пръстови отпечатъци върху предмети като пластмаси и търговски марки могат да бъдат ясно показани. През 2019 г. Sung Jun Park et al. синтезирани YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) луминофори чрез солвотермален метод, като ефективно подобряват потенциалното откриване на пръстови отпечатъци и намаляват смущенията във фоновия модел. През 2020 г. Prabakaran et al. разработи флуоресцентен композит Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-декстроза, използвайки EuCl3 · 6H20 като прекурсор. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 се синтезира с помощта на Phen и 5,5' – DMBP чрез метод с горещ разтворител и след това Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 и D-декстрозата бяха използвани като прекурсор за образуване на Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 през метод на адсорбция. 3/D-декстрозен комплекс. Чрез експерименти, композитът може ясно да показва пръстови отпечатъци върху предмети като пластмасови капачки за бутилки, очила и южноафриканска валута под въздействието на 365nm слънчева светлина или ултравиолетова светлина, с по-висок контраст и по-стабилна флуоресцентна производителност. През 2021 г. Dan Zhang et al. успешно проектира и синтезира нов хексануклеарен Eu3+комплекс Eu6 (PPA) 18CTP-TPY с шест места на свързване, който има отлична флуоресцентна термична стабилност (<50 ℃) и може да се използва за показване на пръстови отпечатъци. Необходими са обаче по-нататъшни експерименти, за да се определи неговият подходящ вид гост. През 2022 г. L Brini et al. успешно синтезира Eu: Y2Sn2O7 флуоресцентен прах чрез метод на съвместно утаяване и допълнително шлайфане, което може да разкрие потенциални пръстови отпечатъци върху дървени и непромокаеми предмети. През същата година изследователската група на Wang синтезира NaYF4: Yb, използвайки метода на термичен синтез на разтворител, Er@YVO4 Eu ядро -нанофлуоресцентен материал тип обвивка, който може да генерира червена флуоресценция под 254nm ултравиолетово възбуждане и яркозелена флуоресценция под 980nm близко инфрачервено възбуждане, постигайки двурежимно показване на потенциални пръстови отпечатъци на госта. Потенциалният дисплей за пръстови отпечатъци върху предмети като керамични плочки, пластмасови листове, алуминиеви сплави, RMB и цветна хартия за бланки показва висока чувствителност, селективност, контраст и силна устойчивост на фонови смущения.
4 Outlook
През последните години изследванията наредкоземен европийкомплекси привлече много внимание, благодарение на техните отлични оптични и магнитни свойства като висок интензитет на луминесценция, висока чистота на цвета, дълъг живот на флуоресценция, големи празнини на поглъщане на енергия и излъчване и тесни пикове на абсорбция. Със задълбочаването на изследванията върху редкоземните материали, техните приложения в различни области като осветление и дисплей, биологични науки, селско стопанство, военни, електронна информационна индустрия, оптично предаване на информация, флуоресцентна защита срещу фалшифициране, флуоресцентно откриване и т.н. стават все по-широко разпространени. Оптичните свойства наевропийкомплексите са отлични и областите им на приложение постепенно се разширяват. Липсата им на термична стабилност, механични свойства и възможност за обработка обаче ще ограничи практическите им приложения. От текущата изследователска гледна точка, приложното изследване на оптичните свойства наевропийкомплексите в областта на криминалистиката трябва да се съсредоточат основно върху подобряването на оптичните свойства наевропийкомплекси и решаване на проблемите с флуоресцентните частици, склонни към агрегация във влажна среда, поддържане на стабилността и ефективността на луминисценцията наевропийкомплекси във водни разтвори. В днешно време прогресът на обществото и науката и технологиите поставиха по-високи изисквания за подготовката на нови материали. Докато отговаря на нуждите на приложенията, той трябва също така да отговаря на характеристиките на разнообразен дизайн и ниска цена. Следователно, допълнителни изследвания наевропийкомплекси е от голямо значение за развитието на богатите редкоземни ресурси на Китай и развитието на криминалната наука и технологии.
Време на публикуване: 1 ноември 2023 г