De papillære mønstrene på menneskelige fingre forblir i utgangspunktet uendret i deres topologiske struktur fra fødselen, og har forskjellige egenskaper fra person til person, og papillærmønstrene på hver finger til samme person er også forskjellige.Papillamønsteret på fingrene er rillet og fordelt med mange svetteporer.Menneskekroppen skiller kontinuerlig ut vannbaserte stoffer som svette og oljeholdige stoffer som olje.Disse stoffene vil overføres og avsettes på gjenstanden når de kommer i kontakt, og danner avtrykk på gjenstanden.Det er nettopp på grunn av de unike egenskapene til håndavtrykk, som deres individuelle spesifisitet, livslange stabilitet og reflekterende karakter av berøringsmerker, at fingeravtrykk har blitt et anerkjent symbol på kriminell etterforskning og personlig identitetsgjenkjenning siden den første bruken av fingeravtrykk for personlig identifikasjon på slutten av 1800-tallet.
På åstedet, bortsett fra tredimensjonale og flate fargede fingeravtrykk, er forekomsten av potensielle fingeravtrykk høyest.Potensielle fingeravtrykk krever vanligvis visuell behandling gjennom fysiske eller kjemiske reaksjoner.De vanlige potensielle fingeravtrykkutviklingsmetodene inkluderer hovedsakelig optisk utvikling, pulverutvikling og kjemisk utvikling.Blant dem er pulverutvikling foretrukket av grasrotenheter på grunn av sin enkle drift og lave kostnader.Begrensningene til tradisjonell pulverbasert fingeravtrykksvisning oppfyller imidlertid ikke lenger behovene til kriminelle teknikere, slik som de komplekse og mangfoldige fargene og materialene til objektet på åstedet, og den dårlige kontrasten mellom fingeravtrykket og bakgrunnsfargen;Størrelsen, formen, viskositeten, sammensetningsforholdet og ytelsen til pulverpartikler påvirker følsomheten til pulverets utseende;Selektiviteten til tradisjonelle pulvere er dårlig, spesielt den forbedrede adsorpsjonen av våte gjenstander på pulveret, noe som i stor grad reduserer utviklingsselektiviteten til tradisjonelle pulvere.De siste årene har kriminalvitenskapelig og teknologisk personell kontinuerlig forsket på nye materialer og syntesemetoder, blant annetsjelden jordSelvlysende materialer har tiltrukket seg oppmerksomheten til kriminalvitenskapelig og teknologisk personell på grunn av deres unike selvlysende egenskaper, høy kontrast, høy følsomhet, høy selektivitet og lav toksisitet ved bruk av fingeravtrykksvisning.De gradvis fylte 4f-orbitalene til sjeldne jordartselementer gir dem svært rike energinivåer, og 5s- og 5P-lagets elektronorbitaler til sjeldne jordelementer er fullstendig fylt.4f-lagselektronene er skjermet, noe som gir 4f-lagselektronene en unik bevegelsesmåte.Derfor viser sjeldne jordartselementer utmerket fotostabilitet og kjemisk stabilitet uten fotobleking, og overvinner begrensningene til ofte brukte organiske fargestoffer.I tillegg,sjelden jordelementer har også overlegne elektriske og magnetiske egenskaper sammenlignet med andre elementer.De unike optiske egenskapene tilsjelden jordioner, som lang fluorescenslevetid, mange smale absorpsjons- og emisjonsbånd, og store energiabsorpsjons- og utslippsgap, har tiltrukket seg bred oppmerksomhet i den relaterte forskningen på fingeravtrykkvisning.
Blant mangesjelden jordelementer,europiumer det mest brukte selvlysende materialet.Demarcay, oppdageren aveuropiumi 1900, beskrev første gang skarpe linjer i absorpsjonsspekteret til Eu3+i løsning.I 1909 beskrev Urban katodoluminescensen tilGd2O3: Eu3+.I 1920 publiserte Prandtl først absorpsjonsspektra til Eu3+, og bekreftet De Mares observasjoner.Absorpsjonsspekteret til Eu3+ er vist i figur 1. Eu3+ er vanligvis plassert på C2-orbitalen for å lette overgangen av elektroner fra 5D0 til 7F2-nivåer, og dermed frigjøre rød fluorescens.Eu3+ kan oppnå en overgang fra grunntilstandselektroner til det laveste energinivået i eksitert tilstand innenfor bølgelengdeområdet for synlig lys.Under eksitering av ultrafiolett lys, viser Eu3+ sterk rød fotoluminescens.Denne typen fotoluminescens er ikke bare anvendelig på Eu3+ioner dopet i krystallsubstrater eller glass, men også på komplekser syntetisert medeuropiumog organiske ligander.Disse liganden kan tjene som antenner for å absorbere eksitasjonsluminescens og overføre eksitasjonsenergi til høyere energinivåer av Eu3+ioner.Den viktigste anvendelsen aveuropiumer det røde fluorescerende pulveretY2O3: Eu3+(YOX) er en viktig komponent i lysrør.Rødlyseksitasjonen av Eu3+ kan oppnås ikke bare ved ultrafiolett lys, men også ved elektronstråle (katodoluminescens), røntgen γ-stråling α eller β-partikkel, elektroluminescens, friksjons- eller mekanisk luminescens og kjemiluminescensmetoder.På grunn av sine rike selvlysende egenskaper, er det en mye brukt biologisk sonde innen biomedisinske eller biologiske vitenskaper.De siste årene har det også vekket forskningsinteressen til kriminalvitenskapelig og teknologisk personell innen rettsmedisinsk vitenskap, og gir et godt valg for å bryte gjennom begrensningene til tradisjonell pulvermetode for visning av fingeravtrykk, og har betydelig betydning for å forbedre kontrasten, følsomhet og selektivitet for fingeravtrykkvisning.
Figur 1 Eu3+Absorpsjonsspektrogram
1, luminescensprinsippetsjeldne jordarter europiumkomplekser
Grunntilstanden og begeistret tilstand elektroniske konfigurasjoner aveuropiumioner er begge 4fn-typen.På grunn av den utmerkede skjermingseffekten til s- og d-orbitalene rundteuropiumioner på 4f-orbitalene, ff-overgangene tileuropiumioner viser skarpe lineære bånd og relativt lang fluorescenslevetid.På grunn av den lave fotoluminescenseffektiviteten til europiumioner i de ultrafiolette og synlige lysområdene, brukes organiske ligander til å danne komplekser medeuropiumioner for å forbedre absorpsjonskoeffisienten til de ultrafiolette og synlige lysområdene.Fluorescensen som sendes ut aveuropiumkomplekser har ikke bare de unike fordelene med høy fluorescensintensitet og høy fluorescensrenhet, men kan også forbedres ved å utnytte den høye absorpsjonseffektiviteten til organiske forbindelser i områdene med ultrafiolett og synlig lys.Eksitasjonsenergien som kreves foreuropiumion fotoluminescens er høy. Mangelen på lav fluorescens effektivitet.Det er to hovedluminescensprinsippersjeldne jordarter europiumkomplekser: en er fotoluminescens, som krever liganden tileuropiumkomplekser;Et annet aspekt er at antenneeffekten kan forbedre følsomheten tileuropiumioneluminescens.
Etter å ha blitt opphisset av eksternt ultrafiolett eller synlig lys, vil den organiske liganden isjelden jordkomplekse overganger fra grunntilstanden S0 til den eksiterte singletttilstanden S1.De eksiterte elektronene er ustabile og går tilbake til grunntilstanden S0 gjennom stråling, og frigjør energi slik at liganden sender ut fluorescens, eller hopper intermitterende til sin trippel eksiterte tilstand T1 eller T2 gjennom ikke-strålingsmidler;Trippel eksiterte tilstander frigjør energi gjennom stråling for å produsere ligandfosforescens, eller overføre energi tilmetall europiumioner gjennom ikke-strålende intramolekylær energioverføring;Etter å ha blitt opphisset, går europiumioner over fra grunntilstanden til den eksiterte tilstanden, ogeuropiumioner i den eksiterte tilstanden går over til det lave energinivået, og vender til slutt tilbake til grunntilstanden, frigjør energi og genererer fluorescens.Derfor, ved å introdusere passende organiske ligander å samhandle medsjelden jordioner og sensibiliserer sentrale metallioner gjennom ikke-strålingsenergioverføring i molekyler, kan fluorescenseffekten av sjeldne jordarter økes kraftig og behovet for ekstern eksitasjonsenergi kan reduseres.Dette fenomenet er kjent som antenneeffekten til ligander.Energinivådiagrammet for energioverføring i Eu3+-komplekser er vist i figur 2.
I prosessen med energioverføring fra tripletteksitert tilstand til Eu3+, kreves det at energinivået til ligandtripletteksitert tilstand er høyere enn eller i samsvar med energinivået til Eu3+eksitert tilstand.Men når triplettenerginivået til liganden er mye større enn den laveste eksiterte tilstandsenergien til Eu3+, vil energioverføringseffektiviteten også bli sterkt redusert.Når forskjellen mellom tripletttilstanden til liganden og den laveste eksiterte tilstanden til Eu3+ er liten, vil fluorescensintensiteten svekkes på grunn av påvirkningen av den termiske deaktiveringshastigheten til tripletttilstanden til liganden.β- Diketonkomplekser har fordelene med sterk UV-absorpsjonskoeffisient, sterk koordinasjonsevne, effektiv energioverføring medsjelden jords, og kan eksistere i både fast og flytende form, noe som gjør dem til en av de mest brukte ligander isjelden jordkomplekser.
Figur 2 Energinivådiagram over energioverføring i Eu3+kompleks
2.Syntesemetode avRare Earth EuropiumKomplekser
2.1 Høytemperatur faststoffsyntesemetode
Høytemperatur-faststoff-metoden er en ofte brukt metode for tilberedningsjelden jordselvlysende materialer, og det er også mye brukt i industriell produksjon.Høytemperatur-faststoffsyntesemetoden er reaksjonen av faststoff-grensesnitt under høye temperaturforhold (800-1500 ℃) for å generere nye forbindelser ved å diffundere eller transportere faste atomer eller ioner.Høytemperatur fastfasemetoden brukes til å forberedesjelden jordkomplekser.Først blandes reaktantene i en viss andel, og en passende mengde fluss tilsettes en mørtel for grundig maling for å sikre jevn blanding.Etterpå plasseres de malte reaktantene i en høytemperaturovn for kalsinering.Under kalsineringsprosessen kan oksidasjons-, reduksjons- eller inerte gasser fylles i henhold til behovene til den eksperimentelle prosessen.Etter høytemperaturkalsinering dannes en matrise med en spesifikk krystallstruktur, og aktivatoren sjeldne jordartsmetallioner tilsettes den for å danne et selvlysende senter.Det kalsinerte komplekset må gjennomgå avkjøling, skylling, tørking, nymaling, kalsinering og sikting ved romtemperatur for å oppnå produktet.Generelt kreves flere slipe- og kalsineringsprosesser.Multippel sliping kan akselerere reaksjonshastigheten og gjøre reaksjonen mer fullstendig.Dette er fordi maleprosessen øker kontaktarealet til reaktantene, og forbedrer diffusjons- og transporthastigheten til ioner og molekyler i reaktantene, og forbedrer dermed reaksjonseffektiviteten.Imidlertid vil forskjellige kalsineringstider og temperaturer ha innvirkning på strukturen til den dannede krystallmatrisen.
Høytemperatur-faststoff-metoden har fordelene med enkel prosessoperasjon, lave kostnader og kort tidsforbruk, noe som gjør den til en moden tilberedningsteknologi.Imidlertid er hovedulempene ved høytemperaturfaststoffmetoden: for det første er den nødvendige reaksjonstemperaturen for høy, noe som krever høyt utstyr og instrumenter, forbruker høy energi og er vanskelig å kontrollere krystallmorfologien.Produktmorfologien er ujevn, og forårsaker til og med at krystalltilstanden blir skadet, noe som påvirker luminescensytelsen.For det andre gjør utilstrekkelig maling det vanskelig for reaktantene å blande seg jevnt, og krystallpartiklene er relativt store.På grunn av manuell eller mekanisk sliping blandes urenheter uunngåelig for å påvirke luminescensen, noe som resulterer i lav produktrenhet.Det tredje problemet er ujevn beleggpåføring og dårlig tetthet under påføringsprosessen.Lai et al.syntetiserte en serie Sr5 (PO4) 3Cl enfase polykromatisk fluorescerende pulver dopet med Eu3+ og Tb3+ ved bruk av den tradisjonelle høytemperaturfaststoffmetoden.Under nesten ultrafiolett eksitasjon kan det fluorescerende pulveret justere luminescensfargen til fosforet fra det blå området til det grønne området i henhold til dopingkonsentrasjonen, og forbedre defektene ved lav fargegjengivelsesindeks og høy relatert fargetemperatur i hvite lysdioder .Høyt energiforbruk er hovedproblemet i syntesen av borofosfatbaserte fluorescerende pulvere ved høytemperaturfaststoffmetoden.For tiden er flere og flere forskere forpliktet til å utvikle og søke etter passende matriser for å løse det høye energiforbruksproblemet med høytemperatur-faststoffmetoden.I 2015, Hasegawa et al.fullførte lavtemperatur-faststoff-preparatet av Li2NaBP2O8 (LNBP)-fasen ved å bruke P1-romgruppen til det trikliniske systemet for første gang.I 2020, Zhu et al.rapporterte en lavtemperatur-faststoffsynteserute for en ny Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) fosfor, som utforsket et lavt energiforbruk og en lavkost syntesevei for uorganiske fosforer.
2.2 Co-utfellingsmetode
Samutfellingsmetoden er også en vanlig brukt "mykkjemisk" syntesemetode for fremstilling av uorganiske sjeldne jordarters selvlysende materialer.Samutfellingsmetoden innebærer å tilsette en utfelling til reaktanten, som reagerer med kationene i hver reaktant for å danne et bunnfall eller hydrolyserer reaktanten under visse forhold for å danne oksider, hydroksider, uløselige salter osv. Målproduktet oppnås gjennom filtrering, vask, tørking og andre prosesser.Fordelene med fellesutfellingsmetoden er enkel betjening, kort tidsforbruk, lavt energiforbruk og høy produktrenhet.Dens mest fremtredende fordel er at dens lille partikkelstørrelse direkte kan generere nanokrystaller.Ulempene med ko-utfellingsmetoden er: for det første er det oppnådde produktaggregeringsfenomenet alvorlig, noe som påvirker den luminescerende ytelsen til det fluorescerende materialet;For det andre er formen på produktet uklar og vanskelig å kontrollere;For det tredje er det visse krav til valg av råmaterialer, og utfellingsforholdene mellom hver reaktant bør være så like eller identiske som mulig, noe som ikke er egnet for bruk av flere systemkomponenter.K. Petcharoen et al.syntetiserte sfæriske magnetittnanopartikler ved bruk av ammoniumhydroksid som utfellingsmiddel og kjemisk fellesutfellingsmetode.Eddiksyre og oljesyre ble introdusert som beleggmidler under det innledende krystalliseringstrinnet, og størrelsen på magnetittnanopartikler ble kontrollert innenfor området 1-40 nm ved å endre temperaturen.De godt dispergerte magnetittnanopartikler i vandig løsning ble oppnådd gjennom overflatemodifisering, og forbedret agglomerasjonsfenomenet til partikler i co-utfellingsmetoden.Kee et al.sammenlignet effekten av hydrotermisk metode og co-utfellingsmetode på formen, strukturen og partikkelstørrelsen til Eu-CSH.De påpekte at hydrotermisk metode genererer nanopartikler, mens co-utfellingsmetode genererer submikron prismatiske partikler.Sammenlignet med co-utfellingsmetoden, viser den hydrotermiske metoden høyere krystallinitet og bedre fotoluminescensintensitet ved fremstilling av Eu-CSH-pulver.JK Han et al.utviklet en ny fellesutfellingsmetode ved bruk av et ikke-vandig løsningsmiddel N, N-dimetylformamid (DMF) for å fremstille (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2-fosfor med smal størrelsesfordeling og høy kvanteeffektivitet nær sfæriske nano- eller submikronstørrelsespartikler.DMF kan redusere polymerisasjonsreaksjoner og redusere reaksjonshastigheten under utfellingsprosessen, noe som bidrar til å forhindre partikkelaggregering.
2.3 Hydrotermisk/løsningsmiddel termisk syntesemetode
Den hydrotermiske metoden begynte på midten av 1800-tallet da geologer simulerte naturlig mineralisering.På begynnelsen av 1900-tallet modnet teorien gradvis og er for tiden en av de mest lovende løsningskjemimetodene.Hydrotermisk metode er en prosess der vanndamp eller vandig løsning brukes som medium (for å transportere ioner og molekylære grupper og overføre trykk) for å nå en subkritisk eller superkritisk tilstand i et lukket miljø med høy temperatur og høyt trykk (det førstnevnte har en temperatur på 100-240 ℃, mens sistnevnte har en temperatur på opptil 1000 ℃), akselererer hydrolysereaksjonshastigheten til råvarer, og under sterk konveksjon diffunderer ioner og molekylære grupper til lav temperatur for omkrystallisering.Temperaturen, pH-verdien, reaksjonstiden, konsentrasjonen og typen forløper under hydrolyseprosessen påvirker reaksjonshastigheten, krystallutseendet, formen, strukturen og veksthastigheten i varierende grad.En økning i temperatur akselererer ikke bare oppløsningen av råvarer, men øker også den effektive kollisjonen av molekyler for å fremme krystalldannelse.De forskjellige veksthastighetene til hvert krystallplan i pH-krystaller er hovedfaktorene som påvirker krystallfasen, størrelsen og morfologien.Lengden på reaksjonstiden påvirker også krystallveksten, og jo lengre tid, desto gunstigere er det for krystallvekst.
Fordelene med hydrotermisk metode er hovedsakelig manifestert i: for det første høy krystallrenhet, ingen urenhetsforurensning, smal partikkelstørrelsesfordeling, høyt utbytte og mangfoldig produktmorfologi;Den andre er at operasjonsprosessen er enkel, kostnaden er lav, og energiforbruket er lavt.De fleste reaksjonene utføres i miljøer med middels til lav temperatur, og reaksjonsbetingelsene er enkle å kontrollere.Bruksområdet er bredt og kan oppfylle forberedelseskravene til ulike former for materialer;For det tredje er trykket fra miljøforurensning lavt og det er relativt helsevennlig for operatørene.Dens viktigste ulemper er at forløperen til reaksjonen lett påvirkes av miljøets pH, temperatur og tid, og produktet har et lavt oksygeninnhold.
Den solvotermiske metoden bruker organiske løsningsmidler som reaksjonsmedium, noe som ytterligere utvider anvendeligheten til hydrotermiske metoder.På grunn av de betydelige forskjellene i fysiske og kjemiske egenskaper mellom organiske løsningsmidler og vann, er reaksjonsmekanismen mer kompleks, og produktets utseende, struktur og størrelse er mer mangfoldig.Nallappan et al.syntetiserte MoOx-krystaller med forskjellige morfologier fra ark til nanorod ved å kontrollere reaksjonstiden til hydrotermisk metode ved å bruke natriumdialkylsulfat som krystallstyrende middel.Dianwen Hu et al.syntetiserte komposittmaterialer basert på polyoksymolybdenkobolt (CoPMA) og UiO-67 eller som inneholder bipyridylgrupper (UiO-bpy) ved bruk av solvotermisk metode ved å optimalisere synteseforholdene.
2.4 Sol gel metode
Sol gel-metoden er en tradisjonell kjemisk metode for å fremstille uorganiske funksjonelle materialer, som er mye brukt i fremstillingen av metallnanomaterialer.I 1846 brukte Elbelmen først denne metoden for å fremstille SiO2, men bruken var ennå ikke moden.Fremstillingsmetoden er hovedsakelig å tilsette sjeldne jordarts-ionaktivator i den innledende reaksjonsløsningen for å få løsningsmidlet til å fordampe for å lage gel, og den forberedte gelen får målproduktet etter temperaturbehandling.Fosforet som produseres ved sol gel-metoden har god morfologi og strukturelle egenskaper, og produktet har liten jevn partikkelstørrelse, men lysstyrken må forbedres.Forberedelsesprosessen for sol-gel-metoden er enkel og lett å betjene, reaksjonstemperaturen er lav, og sikkerhetsytelsen er høy, men tiden er lang, og mengden av hver behandling er begrenset.Gaponenko et al.utarbeidet amorf BaTiO3/SiO2 flerlagsstruktur ved sentrifugering og varmebehandling sol-gel-metode med god transmissivitet og brytningsindeks, og påpekte at brytningsindeksen til BaTiO3-filmen vil øke med økningen av solkonsentrasjonen.I 2007 fanget Liu Ls forskningsgruppe det svært fluorescerende og lysstabile Eu3+metallion/sensibilisatorkomplekset i silikabaserte nanokompositter og dopet tørr gel ved bruk av sol gel-metoden.I flere kombinasjoner av forskjellige derivater av sensibilisatorer for sjeldne jordarter og silika nanoporøse maler, gir bruken av 1,10-fenantrolin (OP) sensibilisator i tetraetoksysilan (TEOS) mal den beste fluorescensdopet tørre gelen for å teste de spektrale egenskapene til Eu3+.
2.5 Mikrobølgesyntesemetode
Mikrobølgesyntesemetoden er en ny grønn og forurensningsfri kjemisk syntesemetode sammenlignet med høytemperaturfaststoff-metoden, som er mye brukt i materialsyntese, spesielt innen syntese av nanomaterialer, og viser god utviklingstakt.Mikrobølge er en elektromagnetisk bølge med en bølgelengde mellom 1nn og 1m.Mikrobølgemetoden er prosessen der mikroskopiske partikler inne i utgangsmaterialet gjennomgår polarisering under påvirkning av ekstern elektromagnetisk feltstyrke.Når retningen til det elektriske mikrobølgefeltet endres, endres bevegelsen og arrangementsretningen til dipolene kontinuerlig.Dipolenes hystereserespons, samt omdannelsen av deres egen termiske energi uten behov for kollisjon, friksjon og dielektrisk tap mellom atomer og molekyler, oppnår oppvarmingseffekten.På grunn av det faktum at mikrobølgeoppvarming jevnt kan varme opp hele reaksjonssystemet og lede energi raskt, og dermed fremme fremdriften av organiske reaksjoner, sammenlignet med tradisjonelle tilberedningsmetoder, har mikrobølgesyntesemetoden fordelene med rask reaksjonshastighet, grønn sikkerhet, liten og jevn materialpartikkelstørrelse og høy faserenhet.Imidlertid bruker de fleste rapporter for tiden mikrobølgeabsorbere som karbonpulver, Fe3O4 og MnO2 for indirekte å gi varme til reaksjonen.Stoffer som lett absorberes av mikrobølger og som kan aktivere reaktantene selv, trenger videre utforskning.Liu et al.kombinerte co-utfellingsmetoden med mikrobølgemetoden for å syntetisere ren spinell LiMn2O4 med porøs morfologi og gode egenskaper.
2.6 Forbrenningsmetode
Forbrenningsmetoden er basert på tradisjonelle oppvarmingsmetoder, som bruker forbrenning av organisk materiale for å generere målproduktet etter at løsningen er fordampet til tørrhet.Gassen som genereres ved forbrenning av organisk materiale kan effektivt bremse forekomsten av agglomerering.Sammenlignet med faststoffvarmemetoden reduserer den energiforbruket og er egnet for produkter med lave reaksjonstemperaturkrav.Imidlertid krever reaksjonsprosessen tilsetning av organiske forbindelser, noe som øker kostnadene.Denne metoden har liten prosesseringskapasitet og er ikke egnet for industriell produksjon.Produktet produsert ved forbrenningsmetode har en liten og jevn partikkelstørrelse, men på grunn av den korte reaksjonsprosessen kan det være ufullstendige krystaller, noe som påvirker krystallenes luminescensytelse.Anning et al.brukte La2O3, B2O3 og Mg som utgangsmaterialer og brukte saltassistert forbrenningssyntese for å produsere LaB6-pulver i batcher i løpet av kort tid.
3. Anvendelse avsjeldne jordarter europiumkomplekser i fingeravtrykkutvikling
Pulvervisningsmetoden er en av de mest klassiske og tradisjonelle metodene for visning av fingeravtrykk.For tiden kan pulverene som viser fingeravtrykk deles inn i tre kategorier: tradisjonelle pulvere, for eksempel magnetiske pulvere sammensatt av fint jernpulver og karbonpulver;Metallpulver, som gullpulver,sølv pulver, og andre metallpulver med en nettverksstruktur;Fluorescerende pulver.Tradisjonelt pulver har imidlertid ofte store problemer med å vise fingeravtrykk eller gamle fingeravtrykk på komplekse bakgrunnsobjekter, og har en viss giftig effekt på brukernes helse.De siste årene har kriminalvitenskapelig og teknologisk personell i økende grad favorisert bruken av nanofluorescerende materialer for fingeravtrykksvisning.På grunn av de unike selvlysende egenskapene til Eu3+ og den utbredte bruken avsjelden jordstoffer,sjeldne jordarter europiumkomplekser har ikke bare blitt et forskningshotspot innen rettsmedisinsk vitenskap, men gir også bredere forskningsideer for fingeravtrykkvisning.Imidlertid har Eu3+ i væsker eller faste stoffer dårlig lysabsorpsjon og må kombineres med ligander for å sensibilisere og avgi lys, noe som gjør at Eu3+ kan vise sterkere og mer vedvarende fluorescensegenskaper.For tiden inkluderer de vanligste ligandene hovedsakelig β-diketoner, karboksylsyrer og karboksylatsalter, organiske polymerer, supramolekylære makrosykluser, etc. Med dyptgående forskning og anvendelse avsjeldne jordarter europiumkomplekser, har det blitt funnet at i fuktige miljøer, vibrasjonen av koordinasjons-H2O-molekyler ieuropiumkomplekser kan forårsake luminescensslukking.Derfor, for å oppnå bedre selektivitet og sterk kontrast i fingeravtrykksvisning, må det gjøres en innsats for å studere hvordan man kan forbedre den termiske og mekaniske stabiliteten tileuropiumkomplekser.
I 2007 var Liu Ls forskningsgruppe pioneren med å introdusereeuropiumkomplekser inn i feltet fingeravtrykkvisning for første gang i inn- og utland.De svært fluorescerende og lysstabile Eu3+metallion-/sensibilisatorkompleksene fanget med sol gel-metoden kan brukes til potensiell fingeravtrykkdeteksjon på forskjellige rettsmedisinske materialer, inkludert gullfolie, glass, plast, farget papir og grønne blader.Utforskende forskning introduserte forberedelsesprosessen, UV/Vis-spektra, fluorescensegenskaper og fingeravtrykkmerkingsresultater for disse nye Eu3+/OP/TEOS nanokomposittene.
I 2014, Seung Jin Ryu et al.dannet først et Eu3+kompleks ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) av heksahydrateuropiumklorid(EuCl3 · 6H2O) og 1-10 fenantrolin (Phen).Gjennom ionebytterreaksjonen mellom mellomlags natriumioner ogeuropiumkomplekse ioner, interkalerte nanohybridforbindelser (Eu (Phen) 2) 3+- syntetisert litiumkleberstein og Eu (Phen) 2) 3+- naturlig montmorillonitt) ble oppnådd.Under eksitasjon av en UV-lampe ved en bølgelengde på 312nm opprettholder de to kompleksene ikke bare karakteristiske fotoluminescensfenomener, men har også høyere termisk, kjemisk og mekanisk stabilitet sammenlignet med rene Eu3+komplekser. Men på grunn av fraværet av slukkede urenheter. slik som jern i hoveddelen av litiumkleberstein, [Eu (Phen) 2] 3+- litiumkleberstein har bedre luminescensintensitet enn [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonitt, og fingeravtrykket viser klarere linjer og sterkere kontrast med bakgrunnen.I 2016, V Sharma et al.syntetisert strontiumaluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nanofluorescerende pulver ved bruk av forbrenningsmetode.Pulveret er egnet for visning av ferske og gamle fingeravtrykk på permeable og ikke-permeable gjenstander som vanlig farget papir, emballasjepapir, aluminiumsfolie og optiske plater.Den viser ikke bare høy følsomhet og selektivitet, men har også sterke og langvarige etterglødende egenskaper.I 2018, Wang et al.forberedt CaS nanopartikler (ESM-CaS-NP) dopet medeuropium, samarium, og mangan med en gjennomsnittlig diameter på 30nm.Nanopartikler ble innkapslet med amfifile ligander, slik at de ble jevnt dispergert i vann uten å miste sin fluorescenseffektivitet;Sammodifisering av ESM-CaS-NP-overflate med 1-dodecyltiol og 11-merkaptoundekansyre (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP-er løste vellykket problemet med fluorescensslukking i vann og partikkelaggregering forårsaket av partikkelhydrolyse i nanofluorescensen. pulver.Dette fluorescerende pulveret viser ikke bare potensielle fingeravtrykk på gjenstander som aluminiumsfolie, plast, glass og keramiske fliser med høy følsomhet, men har også et bredt spekter av eksitasjonslyskilder og krever ikke dyrt bildeekstraksjonsutstyr for å vise fingeravtrykk. samme år syntetiserte Wangs forskningsgruppe en serie ternæreeuropiumkomplekser [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] ved bruk av orto-, meta- og p-metylbenzosyre som den første ligand og orto-fenantrolin som den andre ligand ved bruk av utfellingsmetode.Under 245nm ultrafiolett lysbestråling kan potensielle fingeravtrykk på gjenstander som plast og varemerker vises tydelig.I 2019, Sung Jun Park et al.syntetisert YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosforer gjennom solvotermisk metode, som effektivt forbedrer potensiell fingeravtrykkdeteksjon og reduserer bakgrunnsmønsterinterferens.I 2020, Prabakaran et al.utviklet en fluorescerende Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dekstrose-kompositt, ved bruk av EuCl3 · 6H20 som forløper.Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 ble syntetisert ved bruk av Phen og 5,5' – DMBP gjennom en varm løsningsmiddelmetode, og deretter Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 og D-Dekstrose ble brukt som forløper for å danne Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 gjennom adsorpsjonsmetode.3/D-Dekstrosekompleks.Gjennom eksperimenter kan kompositten tydelig vise fingeravtrykk på objekter som plastflaskekorker, glass og sørafrikansk valuta under eksitasjon av 365nm sollys eller ultrafiolett lys, med høyere kontrast og mer stabil fluorescensytelse.I 2021, Dan Zhang et al.vellykket designet og syntetisert en ny heksanukleær Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY med seks bindingssteder, som har utmerket fluorescens termisk stabilitet (<50 ℃) og kan brukes til fingeravtrykkvisning.Det er imidlertid behov for ytterligere eksperimenter for å bestemme dens egnede gjesteart.I 2022, L Brini et al.vellykket syntetisert Eu: Y2Sn2O7 fluorescerende pulver gjennom co-utfellingsmetode og videre slipebehandling, som kan avsløre potensielle fingeravtrykk på tre og ugjennomtrengelige gjenstander. Samme år syntetiserte Wangs forskningsgruppe NaYF4: Yb ved bruk av solvent termisk syntesemetode, Er@YVO4 Eu core. -skalltype nanofluorescensmateriale, som kan generere rød fluorescens under 254nm ultrafiolett eksitasjon og lysegrønn fluorescens under 980nm nær-infrarød eksitasjon, og oppnå dobbel modusvisning av potensielle fingeravtrykk på gjesten.Den potensielle fingeravtrykkvisningen på gjenstander som keramiske fliser, plastplater, aluminiumslegeringer, RMB og farget brevhodepapir viser høy følsomhet, selektivitet, kontrast og sterk motstand mot bakgrunnsinterferens.
4 Utsikter
De siste årene har forskningen påsjeldne jordarter europiumkomplekser har tiltrukket seg mye oppmerksomhet, takket være deres utmerkede optiske og magnetiske egenskaper som høy luminescensintensitet, høy fargerenhet, lang fluorescenslevetid, store energiabsorpsjons- og emisjonsgap, og smale absorpsjonstopper.Med utdypingen av forskning på sjeldne jordmaterialer, blir deres anvendelser innen ulike felt som belysning og visning, biovitenskap, landbruk, militær, elektronisk informasjonsindustri, optisk informasjonsoverføring, fluorescens-anti-forfalskning, fluorescensdeteksjon, etc. stadig mer utbredt.De optiske egenskapene tileuropiumkomplekser er utmerkede, og deres bruksområde utvides gradvis.Imidlertid vil deres mangel på termisk stabilitet, mekaniske egenskaper og bearbeidbarhet begrense deres praktiske anvendelser.Fra dagens forskningsperspektiv, anvendelsen forskning av de optiske egenskapene tileuropiumkomplekser innen rettsmedisinsk vitenskap bør hovedsakelig fokusere på å forbedre de optiske egenskapene tileuropiumkomplekser og løser problemene med at fluorescerende partikler er utsatt for aggregering i fuktige omgivelser, og opprettholder stabiliteten og luminescenseffektiviteten tileuropiumkomplekser i vandige løsninger.I dag har utviklingen i samfunnet og vitenskap og teknologi stilt høyere krav til utarbeidelse av nye materialer.Mens den oppfyller applikasjonsbehov, bør den også samsvare med egenskapene til diversifisert design og lave kostnader.Derfor videre forskning påeuropiumkomplekser er av stor betydning for utviklingen av Kinas rike sjeldne jordartsressurser og utviklingen av kriminalvitenskap og teknologi.
Innleggstid: Nov-01-2023