De papillære mønstre på menneskelige fingre forbliver dybest set uændrede i deres topologiske struktur fra fødslen, idet de besidder forskellige karakteristika fra person til person, og de papillære mønstre på hver finger af den samme person er også forskellige.Papillamønsteret på fingrene er rillet og fordelt med mange svedporer.Menneskekroppen udskiller løbende vandbaserede stoffer som sved og olieagtige stoffer som olie.Disse stoffer overføres og aflejres på genstanden, når de kommer i kontakt, og danner aftryk på genstanden.Det er netop på grund af de unikke egenskaber ved håndaftryk, såsom deres individuelle specificitet, livslange stabilitet og reflekterende karakter af berøringsmærker, at fingeraftryk er blevet et anerkendt symbol på kriminel efterforskning og personlig identitetsgenkendelse siden den første brug af fingeraftryk til personlig identifikation i slutningen af det 19. århundrede.
På gerningsstedet, bortset fra tredimensionelle og flade farvede fingeraftryk, er forekomsten af potentielle fingeraftryk den højeste.Potentielle fingeraftryk kræver typisk visuel behandling gennem fysiske eller kemiske reaktioner.De almindelige potentielle fingeraftryksudviklingsmetoder omfatter hovedsageligt optisk udvikling, pulverudvikling og kemisk udvikling.Blandt dem er pulverudvikling begunstiget af græsrodsenheder på grund af dens enkle betjening og lave omkostninger.Begrænsningerne ved traditionel pulverbaseret fingeraftryksvisning opfylder imidlertid ikke længere kriminelle teknikeres behov, såsom de komplekse og forskelligartede farver og materialer på genstanden på gerningsstedet og den dårlige kontrast mellem fingeraftrykket og baggrundsfarven;Størrelsen, formen, viskositeten, sammensætningsforholdet og ydeevnen af pulverpartikler påvirker følsomheden af pulverets udseende;Selektiviteten af traditionelle pulvere er dårlig, især den forbedrede adsorption af våde genstande på pulveret, hvilket i høj grad reducerer udviklingsselektiviteten af traditionelle pulvere.I de senere år har kriminalvidenskabs- og teknologipersonale løbende forsket i nye materialer og syntesemetoder, bl.a.sjælden jordSelvlysende materialer har tiltrukket sig opmærksomhed fra kriminalvidenskab og teknologipersonale på grund af deres unikke selvlysende egenskaber, høj kontrast, høj følsomhed, høj selektivitet og lave toksicitet ved anvendelse af fingeraftryksvisning.De gradvist udfyldte 4f orbitaler af sjældne jordarters elementer giver dem meget rige energiniveauer, og 5s og 5P lag elektronorbitaler af sjældne jordarters elementer er fuldstændig fyldt.4f-lagets elektroner er afskærmet, hvilket giver 4f-lagets elektroner en unik bevægelsesmåde.Derfor udviser sjældne jordarters grundstoffer fremragende fotostabilitet og kemisk stabilitet uden fotoblegning, hvilket overvinder begrænsningerne ved almindeligt anvendte organiske farvestoffer.Ud over,sjælden jordelementer har også overlegne elektriske og magnetiske egenskaber sammenlignet med andre elementer.De unikke optiske egenskaber vedsjælden jordioner, såsom lang fluorescenslevetid, mange smalle absorptions- og emissionsbånd og store energiabsorptions- og emissionsgab, har tiltrukket sig udbredt opmærksomhed i den relaterede forskning af fingeraftryksvisning.
Blandt talrigesjælden jordelementer,europiumer det mest almindeligt anvendte selvlysende materiale.Demarcay, opdageren afeuropiumi 1900 beskrev første gang skarpe linjer i absorptionsspektret af Eu3+i opløsning.I 1909 beskrev Urban katodoluminescensen afGd2O3: Eu3+.I 1920 offentliggjorde Prandtl første gang absorptionsspektrene for Eu3+, hvilket bekræftede De Mares observationer.Absorptionsspektret for Eu3+ er vist i figur 1. Eu3+ er sædvanligvis placeret på C2-orbitalen for at lette overgangen af elektroner fra 5D0 til 7F2-niveauer og derved frigive rød fluorescens.Eu3+ kan opnå en overgang fra grundtilstandselektroner til det laveste exciterede energiniveau inden for bølgelængdeområdet for synligt lys.Under excitation af ultraviolet lys udviser Eu3+ stærk rød fotoluminescens.Denne type fotoluminescens er ikke kun anvendelig på Eu3+ioner doteret i krystalsubstrater eller glas, men også på komplekser syntetiseret medeuropiumog organiske ligander.Disse ligander kan tjene som antenner til at absorbere excitationsluminescens og overføre excitationsenergi til højere energiniveauer af Eu3+ioner.Den vigtigste anvendelse afeuropiumer det røde fluorescerende pulverY2O3: Eu3+(YOX) er en vigtig komponent i fluorescerende lamper.Den røde lys excitation af Eu3+ kan opnås ikke kun ved ultraviolet lys, men også ved elektronstråle (katodoluminescens), røntgen γ stråling α eller β partikel, elektroluminescens, friktion eller mekanisk luminescens og kemiluminescens metoder.På grund af dets rige selvlysende egenskaber er det en meget brugt biologisk sonde inden for biomedicinske eller biologiske videnskaber.I de senere år har det også vakt forskningsinteresse hos kriminalvidenskabs- og teknologipersonale inden for retsvidenskab, hvilket giver et godt valg til at bryde igennem begrænsningerne ved den traditionelle pulvermetode til visning af fingeraftryk og har en betydelig betydning for at forbedre kontrasten, følsomhed og selektivitet af fingeraftryksvisning.
Figur 1 Eu3+Absorptionsspektrogram
1,Luminescensprincippetsjældne jordarters europiumkomplekser
Grundtilstanden og den exciterede tilstands elektroniske konfigurationer afeuropiumioner er begge 4fn-typen.På grund af den fremragende afskærmende effekt af s og d orbitaler omkringeuropiumioner på 4f orbitaler, ff overgange afeuropiumioner udviser skarpe lineære bånd og relativt lange fluorescenslevetider.Men på grund af europium-ioners lave fotoluminescenseffektivitet i de ultraviolette og synlige lysområder, bruges organiske ligander til at danne komplekser medeuropiumioner for at forbedre absorptionskoefficienten af de ultraviolette og synlige lysområder.Fluorescensen udsendt afeuropiumkomplekser har ikke kun de unikke fordele med høj fluorescensintensitet og høj fluorescensrenhed, men kan også forbedres ved at udnytte den høje absorptionseffektivitet af organiske forbindelser i områderne med ultraviolet og synligt lys.Den excitationsenergi, der kræves tileuropiumionfotoluminescens er høj Manglen på lav fluorescenseffektivitet.Der er to hovedluminescensprincippersjældne jordarters europiumkomplekser: den ene er fotoluminescens, som kræver liganden afeuropiumkomplekser;Et andet aspekt er, at antenneeffekten kan forbedre følsomheden afeuropiumionluminescens.
Efter at være blevet exciteret af eksternt ultraviolet eller synligt lys, vil den organiske ligand isjælden jordkomplekse overgange fra grundtilstanden SO til den exciterede singlettilstand S1.De exciterede elektroner er ustabile og vender tilbage til grundtilstanden S0 gennem stråling, frigiver energi for liganden til at udsende fluorescens eller springer intermitterende til dens tredobbelte exciterede tilstand T1 eller T2 gennem ikke-strålende midler;Tredobbelte exciterede tilstande frigiver energi gennem stråling for at producere ligandphosphorescens eller overføre energi tilmetal europiumioner gennem ikke-strålende intramolekylær energioverførsel;Efter at være blevet exciteret, går europium-ioner over fra grundtilstanden til den exciterede tilstand, ogeuropiumioner i den exciterede tilstand går over til det lave energiniveau, vender i sidste ende tilbage til grundtilstanden, frigiver energi og genererer fluorescens.Derfor ved at introducere passende organiske ligander til at interagere medsjælden jordioner og sensibiliserer centrale metalioner gennem ikke-strålingsenergioverførsel i molekyler, kan fluorescenseffekten af sjældne jordarters ioner øges betydeligt, og behovet for ekstern excitationsenergi kan reduceres.Dette fænomen er kendt som antenneeffekten af ligander.Energiniveaudiagrammet for energioverførsel i Eu3+-komplekser er vist i figur 2.
I processen med energioverførsel fra den exciterede triplet-tilstand til Eu3+ kræves det, at energiniveauet for den exciterede ligand-triplet-tilstand er højere end eller i overensstemmelse med energiniveauet i den Eu3+-exciterede tilstand.Men når triplet-energiniveauet af liganden er meget større end den laveste exciterede tilstandsenergi af Eu3+, vil energioverførselseffektiviteten også blive stærkt reduceret.Når forskellen mellem triplettilstanden af liganden og den lavest exciterede tilstand af Eu3+ er lille, vil fluorescensintensiteten svækkes på grund af indflydelsen af den termiske deaktiveringshastighed af triplettilstanden af liganden.β- Diketonkomplekser har fordelene ved stærk UV-absorptionskoefficient, stærk koordinationsevne, effektiv energioverførsel medsjælden jords, og kan eksistere i både fast og flydende form, hvilket gør dem til en af de mest udbredte ligander isjælden jordkomplekser.
Figur 2 Energiniveaudiagram over energioverførsel i Eu3+kompleks
2.Syntesemetode afRare Earth EuropiumKomplekser
2.1 Højtemperatur faststofsyntesemetode
Højtemperatur faststofmetoden er en almindeligt anvendt metode til fremstillingsjælden jordselvlysende materialer, og det er også meget brugt i industriel produktion.Højtemperatur-faststofsyntesemetoden er reaktionen mellem faststofgrænseflader under høje temperaturforhold (800-1500 ℃) for at generere nye forbindelser ved at diffundere eller transportere faste atomer eller ioner.Højtemperaturfastfasemetoden bruges til at forberedesjælden jordkomplekser.Først blandes reaktanterne i et vist forhold, og en passende mængde flusmiddel tilsættes en morter til grundig formaling for at sikre ensartet blanding.Bagefter placeres de formalede reaktanter i en højtemperaturovn til kalcinering.Under kalcineringsprocessen kan oxidation, reduktion eller inerte gasser fyldes i overensstemmelse med behovene i den eksperimentelle proces.Efter højtemperaturkalcinering dannes en matrix med en specifik krystalstruktur, og aktivatoren sjældne jordarters ioner tilsættes til den for at danne et selvlysende center.Det kalcinerede kompleks skal undergå afkøling, skylning, tørring, genformaling, kalcinering og sigtning ved stuetemperatur for at opnå produktet.Generelt er flere formalings- og kalcineringsprocesser påkrævet.Multipel slibning kan accelerere reaktionshastigheden og gøre reaktionen mere komplet.Dette skyldes, at formalingsprocessen øger kontaktarealet af reaktanterne, hvilket i høj grad forbedrer diffusions- og transporthastigheden af ioner og molekyler i reaktanterne, og derved forbedrer reaktionseffektiviteten.Forskellige calcineringstider og temperaturer vil dog have indflydelse på strukturen af den dannede krystalmatrix.
Højtemperatur-faststofmetoden har fordelene ved simpel procesdrift, lave omkostninger og kort tidsforbrug, hvilket gør den til en moden forberedelsesteknologi.Imidlertid er de vigtigste ulemper ved højtemperaturfaststofmetoden: for det første er den nødvendige reaktionstemperatur for høj, hvilket kræver højt udstyr og instrumenter, forbruger høj energi og er vanskelig at kontrollere krystalmorfologien.Produktmorfologien er ujævn og forårsager endda, at krystaltilstanden bliver beskadiget, hvilket påvirker luminescensydelsen.For det andet gør utilstrækkelig formaling det vanskeligt for reaktanterne at blande jævnt, og krystalpartiklerne er relativt store.På grund af manuel eller mekanisk slibning blandes urenheder uundgåeligt for at påvirke luminescensen, hvilket resulterer i lav produktrenhed.Det tredje problem er ujævn belægningspåføring og dårlig tæthed under påføringsprocessen.Lai et al.syntetiserede en serie af Sr5 (PO4) 3Cl enkeltfasede polykromatiske fluorescerende pulvere doteret med Eu3+ og Tb3+ ved hjælp af den traditionelle højtemperaturfaststofmetode.Under næsten-ultraviolet excitation kan det fluorescerende pulver indstille fosforens luminescensfarve fra det blå område til det grønne område i henhold til dopingkoncentrationen, hvilket forbedrer defekterne ved lavt farvegengivelsesindeks og høj relateret farvetemperatur i hvide lysdioder .Højt energiforbrug er hovedproblemet i syntesen af borophosphatbaserede fluorescerende pulvere ved højtemperaturfaststofmetoden.I øjeblikket er flere og flere forskere forpligtet til at udvikle og søge efter egnede matricer til at løse det høje energiforbrugsproblem med højtemperaturfaststofmetoden.I 2015, Hasegawa et al.afsluttede lavtemperatur-faststof-forberedelsen af Li2NaBP2O8 (LNBP) fase ved brug af P1-rumgruppen i det trikliniske system for første gang.I 2020, Zhu et al.rapporterede en lavtemperatur-faststofsynteserute for en ny Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) fosfor, der udforskede et lavt energiforbrug og en lavpris syntesevej for uorganiske fosfor.
2.2 Co-udfældningsmetode
Co-udfældningsmetoden er også en almindeligt anvendt "blød kemisk" syntesemetode til fremstilling af uorganiske sjældne jordarters selvlysende materialer.Co-præcipitationsmetoden involverer tilsætning af et præcipitant til reaktanten, som reagerer med kationerne i hver reaktant til dannelse af et præcipitat eller hydrolyserer reaktanten under visse betingelser til dannelse af oxider, hydroxider, uopløselige salte osv. Målproduktet opnås ved filtrering, vask, tørring og andre processer.Fordelene ved co-udfældningsmetoden er enkel betjening, kort tidsforbrug, lavt energiforbrug og høj produktrenhed.Dens mest fremtrædende fordel er, at dens lille partikelstørrelse direkte kan generere nanokrystaller.Ulemperne ved co-præcipitationsmetoden er: for det første er det opnåede produktaggregationsfænomen alvorligt, hvilket påvirker det fluorescerende materiales luminescerende ydeevne;For det andet er produktets form uklar og svær at kontrollere;For det tredje er der visse krav til valg af råmaterialer, og udfældningsbetingelserne mellem hver reaktant skal være så ens eller identiske som muligt, hvilket ikke er egnet til anvendelse af flere systemkomponenter.K. Petcharoen et al.syntetiserede sfæriske magnetitnanopartikler ved hjælp af ammoniumhydroxid som udfældningsmiddel og kemisk co-udfældningsmetode.Eddikesyre og oliesyre blev indført som belægningsmidler under det indledende krystallisationstrin, og størrelsen af magnetitnanopartikler blev kontrolleret inden for området 1-40 nm ved at ændre temperaturen.De godt dispergerede magnetitnanopartikler i vandig opløsning blev opnået gennem overflademodifikation, hvilket forbedrede agglomerationsfænomenet af partikler i co-udfældningsmetoden.Kee et al.sammenlignede virkningerne af hydrotermisk metode og co-udfældningsmetode på formen, strukturen og partikelstørrelsen af Eu-CSH.De påpegede, at hydrotermisk metode genererer nanopartikler, mens co-udfældningsmetode genererer submikron prismatiske partikler.Sammenlignet med co-udfældningsmetoden udviser den hydrotermiske metode højere krystallinitet og bedre fotoluminescensintensitet ved fremstilling af Eu-CSH-pulver.JK Han et al.udviklet en ny co-udfældningsmetode ved hjælp af et ikke-vandigt opløsningsmiddel N, N-dimethylformamid (DMF) til at fremstille (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2-phosphor med snæver størrelsesfordeling og høj kvanteeffektivitet nær sfæriske nano- eller submikronstørrelsespartikler.DMF kan reducere polymerisationsreaktioner og sænke reaktionshastigheden under udfældningsprocessen, hvilket hjælper med at forhindre partikelaggregation.
2.3 Hydrotermisk/opløsningsmiddel termisk syntesemetode
Den hydrotermiske metode begyndte i midten af det 19. århundrede, da geologer simulerede naturlig mineralisering.I begyndelsen af det 20. århundrede modnes teorien gradvist og er i øjeblikket en af de mest lovende løsningskemimetoder.Hydrotermisk metode er en proces, hvor vanddamp eller vandig opløsning bruges som medium (til at transportere ioner og molekylære grupper og overføre tryk) for at nå en subkritisk eller superkritisk tilstand i et lukket miljø med høj temperatur og højt tryk (det førstnævnte har en temperatur på 100-240 ℃, mens sidstnævnte har en temperatur på op til 1000 ℃), accelererer hydrolysereaktionshastigheden af råmaterialer, og under stærk konvektion diffunderer ioner og molekylære grupper til lav temperatur til omkrystallisation.Temperaturen, pH-værdien, reaktionstiden, koncentrationen og typen af precursor under hydrolyseprocessen påvirker reaktionshastigheden, krystaludseendet, formen, strukturen og væksthastigheden i varierende grad.En stigning i temperaturen accelererer ikke kun opløsningen af råmaterialer, men øger også den effektive kollision af molekyler for at fremme krystaldannelsen.De forskellige væksthastigheder for hvert krystalplan i pH-krystaller er de vigtigste faktorer, der påvirker krystalfasen, størrelsen og morfologien.Reaktionstidens længde påvirker også krystalvæksten, og jo længere tid, jo mere gunstig er den for krystalvækst.
Fordelene ved hydrotermisk metode er hovedsageligt manifesteret i: for det første høj krystalrenhed, ingen urenhedsforurening, snæver partikelstørrelsesfordeling, højt udbytte og forskelligartet produktmorfologi;Den anden er, at betjeningsprocessen er enkel, omkostningerne er lave, og energiforbruget er lavt.De fleste af reaktionerne udføres i miljøer med middel til lav temperatur, og reaktionsbetingelserne er lette at kontrollere.Anvendelsesområdet er bredt og kan opfylde forberedelseskravene til forskellige former for materialer;For det tredje er presset fra miljøforurening lavt, og det er relativt sundhedsvenligt for operatørerne.Dens vigtigste ulemper er, at forløberen for reaktionen let påvirkes af miljøets pH, temperatur og tid, og produktet har et lavt oxygenindhold.
Den solvotermiske metode bruger organiske opløsningsmidler som reaktionsmedium, hvilket yderligere udvider anvendeligheden af hydrotermiske metoder.På grund af de betydelige forskelle i fysiske og kemiske egenskaber mellem organiske opløsningsmidler og vand er reaktionsmekanismen mere kompleks, og produktets udseende, struktur og størrelse er mere forskelligartet.Nallappan et al.syntetiserede MoOx-krystaller med forskellige morfologier fra ark til nanorod ved at kontrollere reaktionstiden ved hydrotermisk metode ved brug af natriumdialkylsulfat som krystalledende middel.Dianwen Hu et al.syntetiserede kompositmaterialer baseret på polyoxymolybdæn cobalt (CoPMA) og UiO-67 eller indeholdende bipyridylgrupper (UiO-bpy) ved hjælp af solvotermisk metode ved at optimere syntesebetingelser.
2.4 Sol gel metode
Sol gel-metoden er en traditionel kemisk metode til fremstilling af uorganiske funktionelle materialer, som er meget udbredt til fremstilling af metal nanomaterialer.I 1846 brugte Elbelmen først denne metode til at fremstille SiO2, men dens anvendelse var endnu ikke moden.Fremstillingsmetoden er hovedsageligt at tilføje sjældne jordarters ionaktivator i den indledende reaktionsopløsning for at få opløsningsmidlet til at fordampe for at lave gel, og den forberedte gel får målproduktet efter temperaturbehandling.Den fosfor, der produceres ved sol gel-metoden, har god morfologi og strukturelle egenskaber, og produktet har en lille ensartet partikelstørrelse, men dets lysstyrke skal forbedres.Fremstillingsprocessen for sol-gel-metoden er enkel og nem at betjene, reaktionstemperaturen er lav, og sikkerhedsydelsen er høj, men tiden er lang, og mængden af hver behandling er begrænset.Gaponenko et al.fremstillet amorf BaTiO3/SiO2 flerlagsstruktur ved centrifugering og varmebehandling sol-gel-metode med god transmissivitet og brydningsindeks, og påpegede, at brydningsindekset for BaTiO3-film vil stige med stigningen i solkoncentrationen.I 2007 fangede Liu L's forskningsgruppe med succes det meget fluorescerende og lysstabile Eu3+metalion/sensibilisatorkompleks i silicabaserede nanokompositter og dopet tør gel ved hjælp af solgelmetoden.I flere kombinationer af forskellige derivater af sjældne jordarters sensibilisatorer og silica nanoporøse skabeloner giver brugen af 1,10-phenanthrolin (OP) sensibilisator i tetraethoxysilan (TEOS) skabelon den bedste fluorescensdoterede tør gel til at teste de spektrale egenskaber af Eu3+.
2.5 Mikrobølgesyntesemetode
Mikrobølgesyntesemetoden er en ny grøn og forureningsfri kemisk syntesemetode sammenlignet med højtemperaturfaststof-metoden, som er meget udbredt i materialesyntese, især inden for syntese af nanomaterialer, der viser god udviklingsmomentum.Mikrobølge er en elektromagnetisk bølge med en bølgelængde mellem 1nn og 1m.Mikrobølgemetoden er den proces, hvor mikroskopiske partikler inde i udgangsmaterialet undergår polarisering under påvirkning af ekstern elektromagnetisk feltstyrke.Når retningen af det elektriske mikrobølgefelt ændres, ændres dipolernes bevægelse og arrangementsretning kontinuerligt.Dipolernes hystereserespons, såvel som omdannelsen af deres egen termiske energi uden behov for kollision, friktion og dielektrisk tab mellem atomer og molekyler, opnår opvarmningseffekten.På grund af det faktum, at mikrobølgeopvarmning ensartet kan opvarme hele reaktionssystemet og lede energi hurtigt, og derved fremme fremskridtet af organiske reaktioner, sammenlignet med traditionelle fremstillingsmetoder, har mikrobølgesyntesemetoden fordelene ved hurtig reaktionshastighed, grøn sikkerhed, lille og ensartet materialepartikelstørrelse og høj faserenhed.Imidlertid bruger de fleste rapporter i øjeblikket mikrobølgeabsorbere som kulpulver, Fe3O4 og MnO2 til indirekte at give varme til reaktionen.Stoffer, der let absorberes af mikrobølger og selv kan aktivere reaktanterne, har brug for yderligere udforskning.Liu et al.kombinerede co-fældningsmetoden med mikrobølgemetoden for at syntetisere ren spinel LiMn2O4 med porøs morfologi og gode egenskaber.
2.6 Forbrændingsmetode
Forbrændingsmetoden er baseret på traditionelle opvarmningsmetoder, som bruger forbrænding af organisk stof til at generere målproduktet, efter at opløsningen er inddampet til tørhed.Den gas, der genereres ved forbrænding af organisk stof, kan effektivt bremse forekomsten af agglomeration.Sammenlignet med faststofopvarmningsmetoden reducerer den energiforbruget og er velegnet til produkter med lave reaktionstemperaturkrav.Reaktionsprocessen kræver dog tilsætning af organiske forbindelser, hvilket øger omkostningerne.Denne metode har en lille forarbejdningskapacitet og er ikke egnet til industriel produktion.Produktet fremstillet ved forbrændingsmetoden har en lille og ensartet partikelstørrelse, men på grund af den korte reaktionsproces kan der være ufuldstændige krystaller, hvilket påvirker krystallernes luminescensydelse.Anning et al.brugte La2O3, B2O3 og Mg som udgangsmaterialer og brugte saltassisteret forbrændingssyntese til at fremstille LaB6-pulver i batches på kort tid.
3. Anvendelse afsjældne jordarters europiumkomplekser i fingeraftryksudvikling
Pulvervisningsmetoden er en af de mest klassiske og traditionelle fingeraftryksvisningsmetoder.På nuværende tidspunkt kan de pulvere, der viser fingeraftryk, opdeles i tre kategorier: traditionelle pulvere, såsom magnetiske pulvere sammensat af fint jernpulver og kulstofpulver;Metalpulver, såsom guldpulver,sølv pulver, og andre metalpulvere med en netværksstruktur;Fluorescerende pulver.Traditionelle pulvere har dog ofte store vanskeligheder med at vise fingeraftryk eller gamle fingeraftryk på komplekse baggrundsobjekter og har en vis toksisk effekt på brugernes helbred.I de senere år har kriminalvidenskabs- og teknologipersonale i stigende grad favoriseret anvendelsen af nano-fluorescerende materialer til fingeraftryksvisning.På grund af de unikke selvlysende egenskaber ved Eu3+ og den udbredte anvendelse afsjælden jordstoffer,sjældne jordarters europiumkomplekser er ikke kun blevet et forskningshotspot inden for retsmedicinsk videnskab, men giver også bredere forskningsidéer til fingeraftryksvisning.Imidlertid har Eu3+i væsker eller faste stoffer dårlig lysabsorptionsevne og skal kombineres med ligander for at sensibilisere og udsende lys, hvilket gør det muligt for Eu3+ at udvise stærkere og mere vedvarende fluorescensegenskaber.I øjeblikket omfatter de almindeligt anvendte ligander hovedsageligt β-diketoner, carboxylsyrer og carboxylatsalte, organiske polymerer, supramolekylære makrocykler osv. Med den dybtgående forskning og anvendelse afsjældne jordarters europiumkomplekser, har det vist sig, at i fugtige omgivelser er vibrationen af koordinations-H2O-molekyler ieuropiumkomplekser kan forårsage luminescensdæmpning.Derfor, for at opnå bedre selektivitet og stærk kontrast i fingeraftryksvisning, skal der gøres en indsats for at undersøge, hvordan man kan forbedre den termiske og mekaniske stabilitet afeuropiumkomplekser.
I 2007 var Liu L's forskningsgruppe pioner inden for at introducereeuropiumkomplekser inden for fingeraftryksvisning for første gang i ind- og udland.De meget fluorescerende og lysstabile Eu3+metalion-/sensibilisatorkomplekser fanget med sol gel-metoden kan bruges til potentiel fingeraftryksdetektion på forskellige retsmedicinske materialer, herunder guldfolie, glas, plastik, farvet papir og grønne blade.Eksplorativ forskning introducerede forberedelsesprocessen, UV/Vis-spektre, fluorescensegenskaber og fingeraftryksmærkningsresultater af disse nye Eu3+/OP/TEOS nanokompositter.
I 2014, Seung Jin Ryu et al.dannede først et Eu3+kompleks ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) med hexahydrateuropiumchlorid(EuCl3 · 6H2O) og 1-10 phenanthrolin (Phen).Gennem ionbytterreaktionen mellem mellemlagsnatriumioner ogeuropiumkomplekse ioner, interkalerede nanohybridforbindelser (Eu (Phen) 2) 3+- syntetiseret lithium-sæbesten og Eu (Phen) 2) 3+- naturlig montmorillonit).Under excitation af en UV-lampe ved en bølgelængde på 312nm opretholder de to komplekser ikke kun karakteristiske fotoluminescensfænomener, men har også højere termisk, kemisk og mekanisk stabilitet sammenlignet med rene Eu3+komplekser. Men på grund af fraværet af slukkede urenhedsioner såsom jern i hoveddelen af lithium-fedtsten, [Eu (Phen) 2] 3+- lithium-fedtsten har bedre luminescensintensitet end [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonit, og fingeraftrykket viser klarere linjer og stærkere kontrast med baggrunden.I 2016, V Sharma et al.syntetiseret strontiumaluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano fluorescerende pulver ved brug af forbrændingsmetode.Pulveret er velegnet til visning af friske og gamle fingeraftryk på permeable og ikke-permeable genstande såsom almindeligt farvet papir, emballagepapir, aluminiumsfolie og optiske diske.Det udviser ikke kun høj følsomhed og selektivitet, men har også stærke og langvarige efterglødende egenskaber.I 2018, Wang et al.fremstillet CaS nanopartikler (ESM-CaS-NP) dopet medeuropium, samariumog mangan med en gennemsnitlig diameter på 30 nm.Nanopartiklerne blev indkapslet med amfifile ligander, hvilket tillod dem at blive ensartet dispergeret i vand uden at miste deres fluorescenseffektivitet;Co-modifikation af ESM-CaS-NP-overflade med 1-dodecylthiol og 11-mercaptoundecansyre (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP'er løste med succes problemet med fluorescensslukning i vand og partikelaggregering forårsaget af partikelhydrolyse i nano-fluorescensen. pulver.Dette fluorescerende pulver udviser ikke kun potentielle fingeraftryk på genstande såsom aluminiumsfolie, plastik, glas og keramiske fliser med høj følsomhed, men har også en bred vifte af excitationslyskilder og kræver ikke dyrt billedekstraktionsudstyr for at vise fingeraftryk. samme år syntetiserede Wangs forskergruppe en række ternæreeuropiumkomplekser [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] under anvendelse af ortho-, meta- og p-methylbenzoesyre som den første ligand og ortho-phenanthrolin som den anden ligand ved anvendelse af præcipitationsmetoden.Under 245nm ultraviolet lysbestråling kunne potentielle fingeraftryk på genstande som plastik og varemærker tydeligt vises.I 2019, Sung Jun Park et al.syntetiseret YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosforer gennem solvotermisk metode, der effektivt forbedrer potentiel fingeraftryksdetektion og reducerer baggrundsmønsterinterferens.I 2020, Prabakaran et al.udviklet en fluorescerende Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dextrose-komposit ved anvendelse af EuCl3 · 6H20 som precursor.Na [Eu (5,5'-DMBP) (phen) 3] Cl3 blev syntetiseret ved hjælp af Phen og 5,5' – DMBP gennem en varm opløsningsmiddelmetode, og derefter Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 og D-Dextrose blev brugt som forstadiet til dannelse af Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 gennem adsorptionsmetoden.3/D-Dextrose kompleks.Gennem eksperimenter kan kompositmaterialet tydeligt vise fingeraftryk på genstande såsom plastikflaskehætter, glas og sydafrikansk valuta under excitation af 365nm sollys eller ultraviolet lys, med højere kontrast og mere stabil fluorescensydelse.I 2021, Dan Zhang et al.med succes designet og syntetiseret en ny hexanuclear Eu3+complex Eu6 (PPA) 18CTP-TPY med seks bindingssteder, som har fremragende fluorescens termisk stabilitet (<50 ℃) og kan bruges til fingeraftryksvisning.Der er dog behov for yderligere eksperimenter for at bestemme dens egnede gæsteart.I 2022, L Brini et al.succesfuldt syntetiseret Eu: Y2Sn2O7 fluorescerende pulver gennem co-fældningsmetode og yderligere slibebehandling, som kan afsløre potentielle fingeraftryk på træ og uigennemtrængelige genstande. Samme år syntetiserede Wangs forskergruppe NaYF4: Yb ved hjælp af solvent termisk syntesemetode, Er@YVO4 Eu kerne -shell type nanofluorescensmateriale, som kan generere rød fluorescens under 254nm ultraviolet excitation og lysegrøn fluorescens under 980nm nær-infrarød excitation, hvilket opnår dual mode visning af potentielle fingeraftryk på gæsten.Den potentielle fingeraftryksvisning på genstande såsom keramiske fliser, plastikplader, aluminiumslegeringer, RMB og farvet brevpapir udviser høj følsomhed, selektivitet, kontrast og stærk modstand mod baggrundsinterferens.
4 Outlook
I de senere år har forskningen vedrsjældne jordarters europiumkomplekser har tiltrukket sig stor opmærksomhed takket være deres fremragende optiske og magnetiske egenskaber såsom høj luminescensintensitet, høj farverenhed, lang fluorescenslevetid, store energiabsorptions- og emissionsgab og smalle absorptionstoppe.Med uddybningen af forskningen i sjældne jordarters materialer bliver deres anvendelser inden for forskellige områder såsom belysning og display, biovidenskab, landbrug, militær, elektronisk informationsindustri, optisk informationstransmission, fluorescens-anti-forfalskning, fluorescensdetektion osv. stadig mere udbredt.De optiske egenskaber vedeuropiumkomplekser er fremragende, og deres anvendelsesområder udvides gradvist.Imidlertid vil deres mangel på termisk stabilitet, mekaniske egenskaber og bearbejdelighed begrænse deres praktiske anvendelser.Fra det nuværende forskningsperspektiv er anvendelsesforskningen af de optiske egenskaber vedeuropiumkomplekser inden for retsmedicin bør hovedsageligt fokusere på at forbedre de optiske egenskaber vedeuropiumkomplekser og løser problemerne med, at fluorescerende partikler er tilbøjelige til at aggregere i fugtige miljøer, opretholder stabiliteten og luminescenseffektiviteten afeuropiumkomplekser i vandige opløsninger.I dag har samfundets fremskridt og videnskab og teknologi stillet højere krav til fremstilling af nye materialer.Mens den opfylder applikationsbehovene, bør den også overholde karakteristikaene for diversificeret design og lave omkostninger.Derfor, yderligere forskning vedreuropiumkomplekser er af stor betydning for udviklingen af Kinas rige sjældne jordarters ressourcer og udviklingen af kriminel videnskab og teknologi.
Indlægstid: Nov-01-2023