Schematische weergave van de voorbereidingen van C-SiNDs@UA, Y-SiNDs@UA, O-SiNDs@UA en R-SiNDs@UA. Krediet: SIBET
De toepassing van fotoluminescente materialen op het gebied van informatiebeveiliging heeft veel aandacht gekregen. Er is een aantal anti-vervalsingstechnologieën ontwikkeld, waaronder watermerken, 2D-codes en luminescerend printen. Gemeenschappelijke fluorescerende materialen zijn echter monochroom en gemakkelijk nagemaakt.
Een team van onderzoekers van het Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) van de Chinese Academie van Wetenschappen ontwikkelde een nanocomposietmateriaal met veelkleurige nagloeiing met behulp van een eenvoudige hydrothermische methode. Zij gebruikten silaan als voorloper voor de synthese van op Si gebaseerde fosforescerende materialen en pasten dit toe op het gebied van informatiebeveiliging. Hun resultaten werden gepubliceerd in de Tijdschrift voor chemische technologie.
Fosforescentiematerialen (RTP) bij kamertemperatuur worden veel gebruikt in bioimaging, informatiebeveiliging en verlichting vanwege hun kenmerkende nagloei-eigenschappen.
“Conventionele synthesemethoden gebruiken voornamelijk anorganische verbindingen die zeldzame-aarde-ionen of complexen met edele metalen bevatten om nagloeiing te bieden, wat onvermijdelijk leidt tot hoge biologische toxiciteit en dure syntheses”, zegt Dong Wenfei, hoofdonderzoeker van de studie.
Er moet aan twee vereisten worden voldaan, namelijk een efficiënte kruising van exiplexen tussen systemen en een stabiele, stijve structuur die de aangeslagen triplettoestanden van de exciplexen stabiliseert, aldus Dong.
(A). Schematisch diagram van de structuur van het anti-namaakmodel; (B). Initiële code-informatie bestaande uit drie materialen onder 365 nm UV-licht (5D Code 1) en na verwijdering van het UV-licht (5D Code 2), en de 5D Code 3, 4, 5 informatie die in de loop van de tijd veranderde, werd waargenomen na gebruik met de optisch filter (λafsnijden = 600nm). Krediet: SIBET
Met het oog hierop kozen de onderzoekers voor 3-Aminopropyltriethoxysilaan (APTES) en N-[3-(Trimethoxysilyl) propyl] ethyleendiamine (DAMO) als Si-bronnen, met ureum toegevoegd als een andere voorloper, om respectievelijk optisch stabiele cyaan en gele RTP-materialen te produceren.
Het bereidingsproces is een eenstaps hydrothermische methode, die niet alleen effectief de nadelen van de tweestapsmethode vermijdt, maar ook gemakkelijker nanodots in situ vormt en ze in de matrix immobiliseert.
Deze nieuw ontwikkelde anti-vervalsingsstrategie kan worden toegepast op versleutelingsscenario’s op een hoger niveau waarbij alleen interferentie-informatie wordt verkregen in de UV-bestralings- en afterglow-modi, en de hulp van een filter is vereist om de versleutelde inhoud nauwkeurig te lezen, waardoor een betere verhulling mogelijk wordt. van de juiste informatie.
“Gezien de universaliteit van deze methode, benadrukt deze gestandaardiseerde strategie niet alleen het potentieel van het construeren van multifunctionele fosforescerende materialen uit silaan, maar biedt het ook een nieuw ontwerpprincipe voor de synthese van full-color afterglow-materialen, ” zei Dr. Zan Minghui, corresponderende auteur van de studie.
Deze studie demonstreert de haalbaarheid van het gebruik van silaan om meerkleurige fosforescerende materialen te synthetiseren en biedt nieuwe ontwerpprincipes en inzichten voor de constructie van op silicium gebaseerde afterglow-materialen voor innovatieve toepassingen.
Meer informatie:
Yulu Liu et al., Multi-Color kamertemperatuur fosforescerende silicium-Nanodot-gebaseerde nanocomposieten met silaanafstemming en toepassingen voor 5D-informatiecodering, Tijdschrift voor chemische technologie (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.144349
Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen