Pola papiler pada jari manusia pada dasarnya tidak berubah struktur topologinya sejak lahir, memiliki karakteristik yang berbeda dari orang ke orang, dan pola papiler pada setiap jari orang yang sama juga berbeda. Pola papilla pada jari bergerigi dan tersebar dengan banyak pori-pori keringat. Tubuh manusia terus menerus mengeluarkan zat berbasis air seperti keringat dan zat berminyak seperti minyak. Zat-zat tersebut akan berpindah dan mengendap pada suatu benda ketika bersentuhan sehingga membentuk kesan pada benda tersebut. Justru karena karakteristik unik dari cetakan tangan, seperti kekhususan masing-masing, stabilitas seumur hidup, dan sifat reflektif dari tanda sentuhan, maka sidik jari telah menjadi simbol investigasi kriminal dan pengenalan identitas pribadi yang diakui sejak sidik jari pertama kali digunakan untuk identifikasi pribadi. pada akhir abad ke-19.
Di TKP, kecuali sidik jari tiga dimensi dan berwarna datar, tingkat kemunculan potensi sidik jari paling tinggi. Potensi sidik jari biasanya memerlukan pemrosesan visual melalui reaksi fisik atau kimia. Metode pengembangan sidik jari potensial yang umum terutama mencakup pengembangan optik, pengembangan bubuk, dan pengembangan kimia. Di antara mereka, pengembangan bubuk mesiu disukai oleh unit-unit akar rumput karena pengoperasiannya yang sederhana dan biayanya rendah. Namun, keterbatasan tampilan sidik jari berbasis bubuk tradisional tidak lagi memenuhi kebutuhan teknisi kriminal, seperti warna dan bahan objek di TKP yang rumit dan beragam, serta kontras yang buruk antara sidik jari dan warna latar belakang; Ukuran, bentuk, viskositas, rasio komposisi, dan kinerja partikel serbuk mempengaruhi sensitivitas kenampakan serbuk; Selektivitas bubuk tradisional buruk, terutama peningkatan adsorpsi benda basah pada bubuk, yang sangat mengurangi selektivitas pengembangan bubuk tradisional. Dalam beberapa tahun terakhir, personel sains dan teknologi kriminal terus meneliti bahan-bahan baru dan metode sintesis, di antaranyatanah jarangbahan luminescent telah menarik perhatian personel sains dan teknologi kriminal karena sifat luminescentnya yang unik, kontras tinggi, sensitivitas tinggi, selektivitas tinggi, dan toksisitas rendah dalam penerapan tampilan sidik jari. Orbital 4f unsur tanah jarang yang terisi secara bertahap memberinya tingkat energi yang sangat kaya, dan orbital elektron lapisan 5s dan 5P unsur tanah jarang terisi penuh. Elektron lapisan 4f terlindung, memberikan elektron lapisan 4f mode gerak yang unik. Oleh karena itu, unsur tanah jarang menunjukkan fotostabilitas dan stabilitas kimia yang sangat baik tanpa photobleaching, sehingga mengatasi keterbatasan pewarna organik yang umum digunakan. Selain itu,tanah jarangunsur juga mempunyai sifat kelistrikan dan kemagnetan yang lebih unggul dibandingkan unsur lainnya. Sifat optik unik daritanah jarangion, seperti masa pakai fluoresensi yang panjang, banyak pita serapan dan emisi yang sempit, serta kesenjangan penyerapan dan emisi energi yang besar, telah menarik perhatian luas dalam penelitian terkait tampilan sidik jari.
Di antara banyaktanah jarangelemen,europiumadalah bahan luminescent yang paling umum digunakan. Demarcay, penemueuropiumpada tahun 1900, garis tajam pertama kali dijelaskan dalam spektrum serapan larutan Eu3+. Pada tahun 1909, Urban menggambarkan katodoluminesensi dariGd2O3: Eu3+. Pada tahun 1920, Prandtl pertama kali menerbitkan spektrum serapan Eu3+, membenarkan pengamatan De Mare. Spektrum serapan Eu3+ ditunjukkan pada Gambar 1. Eu3+ biasanya terletak pada orbital C2 untuk memfasilitasi transisi elektron dari tingkat 5D0 ke 7F2, sehingga melepaskan fluoresensi merah. Eu3+ dapat mencapai transisi dari elektron keadaan dasar ke tingkat energi keadaan tereksitasi terendah dalam rentang panjang gelombang cahaya tampak. Di bawah eksitasi sinar ultraviolet, Eu3+ menunjukkan fotoluminesensi merah yang kuat. Jenis fotoluminesensi ini tidak hanya berlaku untuk ion Eu3+ yang didoping dalam substrat kristal atau gelas, tetapi juga untuk kompleks yang disintesis denganeuropiumdan ligan organik. Ligan ini dapat berfungsi sebagai antena untuk menyerap pendaran eksitasi dan mentransfer energi eksitasi ke tingkat energi ion Eu3+ yang lebih tinggi. Penerapan yang paling penting darieuropiumadalah bubuk fluoresen merahY2O3: Eu3+(YOX) merupakan komponen penting pada lampu neon. Eksitasi lampu merah Eu3+ dapat dicapai tidak hanya dengan sinar ultraviolet, tetapi juga dengan berkas elektron (katodoluminesensi), sinar-X γ Radiasi Partikel α atau β, elektroluminesensi, pendaran gesekan atau mekanis, dan metode chemiluminescence. Karena sifat luminescentnya yang kaya, ia merupakan probe biologis yang banyak digunakan dalam bidang ilmu biomedis atau biologi. Dalam beberapa tahun terakhir, hal ini juga telah membangkitkan minat penelitian personel ilmu pengetahuan dan teknologi kriminal di bidang ilmu forensik, memberikan pilihan yang baik untuk menerobos keterbatasan metode bubuk tradisional untuk menampilkan sidik jari, dan memiliki arti penting dalam meningkatkan kontras. sensitivitas, dan selektivitas tampilan sidik jari.
Gambar 1 Spektogram Serapan Eu3+
1, prinsip pendaraneuropium tanah jarangkompleks
Konfigurasi elektronik keadaan dasar dan keadaan tereksitasieuropiumion keduanya bertipe 4fn. Karena efek pelindung yang sangat baik dari orbital s dan d di sekitareuropiumion pada orbital 4f, transisi ff darieuropiumion menunjukkan pita linier yang tajam dan masa fluoresensi yang relatif lama. Namun, karena efisiensi fotoluminesensi ion europium yang rendah di daerah sinar ultraviolet dan cahaya tampak, ligan organik digunakan untuk membentuk kompleks denganeuropiumion untuk meningkatkan koefisien penyerapan daerah sinar ultraviolet dan cahaya tampak. Fluoresensi yang dipancarkan oleheuropiumkompleks tidak hanya memiliki keunggulan unik berupa intensitas fluoresensi tinggi dan kemurnian fluoresensi tinggi, tetapi juga dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan efisiensi penyerapan senyawa organik yang tinggi di daerah sinar ultraviolet dan cahaya tampak. Energi eksitasi yang diperlukan untukeuropiumfotoluminesensi ion tinggi Kekurangan efisiensi fluoresensi rendah. Ada dua prinsip pendaran utamaeuropium tanah jarangkompleks: salah satunya adalah fotoluminesensi, yang membutuhkan liganeuropiumkompleks; Aspek lainnya adalah efek antena dapat meningkatkan sensitivitaseuropiumpendaran ion.
Setelah tereksitasi oleh sinar ultraviolet atau cahaya tampak eksternal, ligan organik ditanah jarangtransisi kompleks dari keadaan dasar S0 ke keadaan singlet tereksitasi S1. Elektron keadaan tereksitasi tidak stabil dan kembali ke keadaan dasar S0 melalui radiasi, melepaskan energi agar ligan memancarkan fluoresensi, atau sewaktu-waktu melompat ke keadaan tereksitasi rangkap tiga T1 atau T2 melalui cara non-radiasi; Keadaan tereksitasi rangkap tiga melepaskan energi melalui radiasi untuk menghasilkan pendar ligan, atau mentransfer energi keeuropium logamion melalui transfer energi intramolekul non radiasi; Setelah tereksitasi, ion europium bertransisi dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi, daneuropiumion dalam keadaan tereksitasi bertransisi ke tingkat energi rendah, akhirnya kembali ke keadaan dasar, melepaskan energi dan menghasilkan fluoresensi. Oleh karena itu, dengan memperkenalkan ligan organik yang sesuai untuk berinteraksitanah jarangion dan menyadarkan ion logam pusat melalui transfer energi non radiasi di dalam molekul, efek fluoresensi ion tanah jarang dapat sangat meningkat dan kebutuhan energi eksitasi eksternal dapat dikurangi. Fenomena ini dikenal sebagai efek antena ligan. Diagram tingkat energi transfer energi pada kompleks Eu3+ ditunjukkan pada Gambar 2.
Dalam proses perpindahan energi dari keadaan tereksitasi triplet ke Eu3+, tingkat energi keadaan tereksitasi triplet ligan harus lebih tinggi atau konsisten dengan tingkat energi keadaan tereksitasi Eu3+. Namun ketika tingkat energi triplet ligan jauh lebih besar daripada energi keadaan tereksitasi terendah Eu3+, efisiensi transfer energi juga akan sangat berkurang. Ketika perbedaan antara keadaan triplet ligan dan keadaan tereksitasi terendah Eu3+ kecil, intensitas fluoresensi akan melemah karena pengaruh laju penonaktifan termal keadaan triplet ligan. Kompleks β- Diketon memiliki keunggulan koefisien serapan UV yang kuat, kemampuan koordinasi yang kuat, transfer energi yang efisientanah jarangs, dan dapat berada dalam bentuk padat dan cair, menjadikannya salah satu ligan yang paling banyak digunakantanah jarangkompleks.
Gambar 2 Diagram tingkat energi transfer energi pada kompleks Eu3+
2. Metode SintesisEuropium Tanah LangkaKompleks
2.1 Metode sintesis zat padat suhu tinggi
Metode solid-state suhu tinggi adalah metode yang umum digunakan untuk pembuatantanah jarangbahan bercahaya, dan juga banyak digunakan dalam produksi industri. Metode sintesis zat padat suhu tinggi adalah reaksi antarmuka zat padat dalam kondisi suhu tinggi (800-1500 ℃) untuk menghasilkan senyawa baru dengan mendifusikan atau mengangkut atom atau ion padat. Metode fase padat suhu tinggi digunakan untuk persiapantanah jarangkompleks. Pertama, reaktan dicampur dalam proporsi tertentu, dan jumlah fluks yang sesuai ditambahkan ke mortar untuk penggilingan menyeluruh guna memastikan pencampuran seragam. Setelah itu, reaktan tanah ditempatkan dalam tungku bersuhu tinggi untuk kalsinasi. Selama proses kalsinasi, gas oksidasi, reduksi, atau inert dapat diisi sesuai dengan kebutuhan proses eksperimen. Setelah kalsinasi suhu tinggi, matriks dengan struktur kristal tertentu terbentuk, dan aktivator ion tanah jarang ditambahkan ke dalamnya untuk membentuk pusat pendaran. Kompleks yang dikalsinasi perlu menjalani pendinginan, pembilasan, pengeringan, penggilingan ulang, kalsinasi, dan penyaringan pada suhu kamar untuk mendapatkan produk. Umumnya, diperlukan beberapa proses penggilingan dan kalsinasi. Penggilingan berulang kali dapat mempercepat kecepatan reaksi dan membuat reaksi lebih sempurna. Hal ini karena proses penggilingan meningkatkan area kontak reaktan, sangat meningkatkan kecepatan difusi dan transportasi ion dan molekul dalam reaktan, sehingga meningkatkan efisiensi reaksi. Namun perbedaan waktu dan suhu kalsinasi akan berdampak pada struktur matriks kristal yang terbentuk.
Metode solid-state suhu tinggi memiliki keunggulan proses pengoperasian yang sederhana, biaya rendah, dan konsumsi waktu yang singkat, menjadikannya teknologi persiapan yang matang. Namun kelemahan utama metode solid-state suhu tinggi adalah: pertama, suhu reaksi yang dibutuhkan terlalu tinggi, memerlukan peralatan dan instrumen yang tinggi, mengkonsumsi energi yang tinggi, dan sulit untuk mengontrol morfologi kristal. Morfologi produk tidak merata, dan bahkan menyebabkan keadaan kristal rusak, sehingga mempengaruhi kinerja pendaran. Kedua, penggilingan yang tidak memadai membuat reaktan sulit tercampur secara merata, dan partikel kristal berukuran relatif besar. Karena penggilingan manual atau mekanis, kotoran pasti tercampur sehingga mempengaruhi pendaran, sehingga menghasilkan kemurnian produk yang rendah. Masalah ketiga adalah pengaplikasian pelapisan yang tidak merata dan kepadatan yang buruk selama proses pengaplikasian. Lai dkk. mensintesis serangkaian bubuk fluoresen polikromatik fase tunggal Sr5 (PO4) 3Cl yang diolah dengan Eu3+ dan Tb3+ menggunakan metode keadaan padat suhu tinggi tradisional. Di bawah eksitasi mendekati ultraviolet, bubuk fluoresen dapat menyesuaikan warna pendaran fosfor dari wilayah biru ke wilayah hijau sesuai dengan konsentrasi doping, meningkatkan cacat indeks rendering warna rendah dan suhu warna terkait tinggi pada dioda pemancar cahaya putih . Konsumsi energi yang tinggi merupakan masalah utama dalam sintesis bubuk fluoresen berbasis borofosfat dengan metode solid-state suhu tinggi. Saat ini, semakin banyak ilmuwan yang berkomitmen untuk mengembangkan dan mencari matriks yang sesuai untuk memecahkan masalah konsumsi energi yang tinggi pada metode solid-state suhu tinggi. Pada tahun 2015, Hasegawa dkk. menyelesaikan persiapan fase padat Li2NaBP2O8 (LNBP) suhu rendah menggunakan grup ruang P1 dari sistem triklinik untuk pertama kalinya. Pada tahun 2020, Zhu dkk. melaporkan rute sintesis keadaan padat suhu rendah untuk fosfor Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) yang baru, mengeksplorasi konsumsi energi yang rendah dan rute sintesis berbiaya rendah untuk fosfor anorganik.
2.2 Metode pengendapan Co
Metode pengendapan bersama juga merupakan metode sintesis “kimia lunak” yang umum digunakan untuk menyiapkan bahan luminescent tanah jarang anorganik. Metode pengendapan bersama melibatkan penambahan pengendap ke dalam reaktan, yang bereaksi dengan kation di setiap reaktan untuk membentuk endapan atau menghidrolisis reaktan dalam kondisi tertentu untuk membentuk oksida, hidroksida, garam tidak larut, dll. Produk target diperoleh melalui filtrasi, mencuci, mengeringkan, dan proses lainnya. Keuntungan metode coprecipitation adalah pengoperasian yang sederhana, konsumsi waktu yang singkat, konsumsi energi yang rendah, dan kemurnian produk yang tinggi. Keunggulannya yang paling menonjol adalah ukuran partikelnya yang kecil dapat langsung menghasilkan nanokristal. Kerugian dari metode co-presipitasi adalah: pertama, fenomena agregasi produk yang diperoleh sangat parah, yang mempengaruhi kinerja luminescent dari bahan fluoresen; Kedua, bentuk produk yang tidak jelas dan sulit dikendalikan; Ketiga, terdapat persyaratan tertentu untuk pemilihan bahan baku, dan kondisi pengendapan antara setiap reaktan harus sama atau identik mungkin, yang tidak cocok untuk penerapan beberapa komponen sistem. K. Petcharoen dkk. mensintesis nanopartikel magnetit bulat menggunakan amonium hidroksida sebagai metode pengendapan dan pengendapan bersama secara kimia. Asam asetat dan asam oleat diperkenalkan sebagai bahan pelapis selama tahap kristalisasi awal, dan ukuran nanopartikel magnetit dikontrol dalam kisaran 1-40nm dengan mengubah suhu. Nanopartikel magnetit yang terdispersi dengan baik dalam larutan air diperoleh melalui modifikasi permukaan, meningkatkan fenomena aglomerasi partikel dalam metode kopresipitasi. Kee dkk. membandingkan pengaruh metode hidrotermal dan metode kopresipitasi terhadap bentuk, struktur, dan ukuran partikel Eu-CSH. Mereka menunjukkan bahwa metode hidrotermal menghasilkan partikel nano, sedangkan metode presipitasi bersama menghasilkan partikel prismatik submikron. Dibandingkan dengan metode presipitasi bersama, metode hidrotermal menunjukkan kristalinitas yang lebih tinggi dan intensitas fotoluminesensi yang lebih baik dalam pembuatan bubuk Eu-CSH. JK Han dkk. mengembangkan metode presipitasi baru menggunakan pelarut non-air N, N-dimethylformamide (DMF) untuk menyiapkan (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosfor dengan distribusi ukuran sempit dan efisiensi kuantum tinggi di dekat partikel berukuran nano atau submikron berbentuk bola. DMF dapat mengurangi reaksi polimerisasi dan memperlambat laju reaksi selama proses pengendapan, membantu mencegah agregasi partikel.
2.3 Metode sintesis termal hidrotermal/pelarut
Metode hidrotermal dimulai pada pertengahan abad ke-19 ketika ahli geologi melakukan simulasi mineralisasi alami. Pada awal abad ke-20, teori ini secara bertahap semakin matang dan saat ini menjadi salah satu metode kimia solusi yang paling menjanjikan. Metode hidrotermal adalah proses di mana uap air atau larutan berair digunakan sebagai media (untuk mengangkut ion dan gugus molekul serta mentransfer tekanan) untuk mencapai keadaan subkritis atau superkritis dalam lingkungan tertutup bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi (yang pertama memiliki suhu 100-240 ℃, sedangkan yang terakhir memiliki suhu hingga 1000 ℃), mempercepat laju reaksi hidrolisis bahan mentah, dan di bawah konveksi yang kuat, ion dan molekul kelompok berdifusi ke suhu rendah untuk rekristalisasi. Suhu, nilai pH, waktu reaksi, konsentrasi, dan jenis prekursor selama proses hidrolisis mempengaruhi laju reaksi, kenampakan kristal, bentuk, struktur, dan laju pertumbuhan dalam berbagai tingkat. Peningkatan suhu tidak hanya mempercepat pembubaran bahan mentah, tetapi juga meningkatkan tumbukan efektif molekul untuk mendorong pembentukan kristal. Perbedaan laju pertumbuhan setiap bidang kristal dalam kristal pH merupakan faktor utama yang mempengaruhi fase kristal, ukuran, dan morfologi. Lamanya waktu reaksi juga mempengaruhi pertumbuhan kristal, dan semakin lama waktu reaksi, semakin menguntungkan bagi pertumbuhan kristal.
Keuntungan metode hidrotermal terutama diwujudkan dalam: pertama, kemurnian kristal tinggi, tidak ada polusi pengotor, distribusi ukuran partikel sempit, hasil tinggi, dan morfologi produk beragam; Kedua, proses pengoperasiannya sederhana, biayanya rendah, dan konsumsi energinya rendah. Sebagian besar reaksi dilakukan di lingkungan bersuhu sedang hingga rendah, dan kondisi reaksi mudah dikendalikan. Rentang penerapannya luas dan dapat memenuhi persyaratan persiapan berbagai bentuk bahan; Ketiga, tekanan pencemaran lingkungan rendah dan relatif ramah terhadap kesehatan operator. Kelemahan utamanya adalah prekursor reaksi mudah dipengaruhi oleh pH lingkungan, suhu, dan waktu, serta produk memiliki kandungan oksigen yang rendah.
Metode solvotermal menggunakan pelarut organik sebagai media reaksi, sehingga memperluas penerapan metode hidrotermal. Karena perbedaan sifat fisik dan kimia yang signifikan antara pelarut organik dan air, mekanisme reaksi menjadi lebih kompleks, dan tampilan, struktur, serta ukuran produk lebih beragam. Nallappan dkk. mensintesis kristal MoOx dengan morfologi berbeda dari lembaran hingga nanorod dengan mengontrol waktu reaksi metode hidrotermal menggunakan natrium dialkil sulfat sebagai bahan pengarah kristal. Dianwen Hu dkk. mensintesis material komposit berbahan dasar polioksimolibdenum kobalt (CoPMA) dan UiO-67 atau mengandung gugus bipiridil (UiO-bpy) menggunakan metode solvotermal dengan mengoptimalkan kondisi sintesis.
2.4 Metode sol-gel
Metode sol gel merupakan metode kimia tradisional untuk menyiapkan bahan fungsional anorganik, yang banyak digunakan dalam pembuatan bahan nano logam. Pada tahun 1846, Elbelmen pertama kali menggunakan metode ini untuk menyiapkan SiO2, namun penggunaannya belum matang. Metode persiapannya terutama dengan menambahkan aktivator ion tanah jarang ke dalam larutan reaksi awal untuk membuat pelarut menguap menjadi gel, dan gel yang disiapkan mendapatkan produk target setelah perlakuan suhu. Fosfor yang dihasilkan dengan metode sol gel memiliki karakteristik morfologi dan struktur yang baik, dan produk memiliki ukuran partikel kecil yang seragam, namun luminositasnya perlu ditingkatkan. Proses pembuatan metode sol-gel sederhana dan mudah dioperasikan, suhu reaksi rendah, dan kinerja keamanan tinggi, namun waktunya lama, dan jumlah setiap perlakuan terbatas. Gaponenko dkk. menyiapkan struktur multilayer BaTiO3/SiO2 amorf dengan metode sentrifugasi dan perlakuan panas sol-gel dengan transmisivitas dan indeks bias yang baik, dan menunjukkan bahwa indeks bias film BaTiO3 akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi sol. Pada tahun 2007, kelompok penelitian Liu L berhasil menangkap kompleks ion/sensitizer logam Eu3+ yang sangat berfluoresensi dan stabil terhadap cahaya dalam nanokomposit berbasis silika dan doping gel kering menggunakan metode sol gel. Dalam beberapa kombinasi turunan berbeda dari sensitizer tanah jarang dan templat silika nanopori, penggunaan sensitizer 1,10-phenanthroline (OP) dalam templat tetraethoxysilane (TEOS) memberikan gel kering yang didoping fluoresensi terbaik untuk menguji sifat spektral Eu3+.
2.5 Metode sintesis gelombang mikro
Metode sintesis gelombang mikro merupakan metode sintesis kimia baru yang ramah lingkungan dan bebas polusi dibandingkan dengan metode solid-state suhu tinggi, yang banyak digunakan dalam sintesis material, khususnya di bidang sintesis material nano, menunjukkan momentum perkembangan yang baik. Microwave adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1nn dan 1m. Metode gelombang mikro adalah proses di mana partikel mikroskopis di dalam bahan awal mengalami polarisasi di bawah pengaruh kekuatan medan elektromagnetik eksternal. Ketika arah medan listrik gelombang mikro berubah, arah gerak dan susunan dipol terus berubah. Respon histeresis dipol, serta konversi energi panasnya sendiri tanpa memerlukan tumbukan, gesekan, dan kehilangan dielektrik antara atom dan molekul, menghasilkan efek pemanasan. Karena pemanasan gelombang mikro dapat memanaskan seluruh sistem reaksi secara seragam dan menghantarkan energi dengan cepat, sehingga mendorong kemajuan reaksi organik, dibandingkan dengan metode persiapan tradisional, metode sintesis gelombang mikro memiliki keunggulan kecepatan reaksi yang cepat, keamanan ramah lingkungan, kecil dan seragam ukuran partikel material, dan kemurnian fase tinggi. Namun, sebagian besar laporan saat ini menggunakan penyerap gelombang mikro seperti bubuk karbon, Fe3O4, dan MnO2 yang secara tidak langsung menyediakan panas untuk reaksi. Zat yang mudah diserap oleh gelombang mikro dan dapat mengaktifkan reaktan itu sendiri memerlukan eksplorasi lebih lanjut. Liu dkk. menggabungkan metode copresipitasi dengan metode gelombang mikro untuk mensintesis LiMn2O4 spinel murni dengan morfologi berpori dan sifat yang baik.
2.6 Metode pembakaran
Metode pembakaran didasarkan pada metode pemanasan tradisional, yang menggunakan pembakaran bahan organik untuk menghasilkan produk target setelah larutan diuapkan hingga kering. Gas yang dihasilkan dari pembakaran bahan organik secara efektif dapat memperlambat terjadinya aglomerasi. Dibandingkan dengan metode pemanasan solid-state, metode ini mengurangi konsumsi energi dan cocok untuk produk dengan persyaratan suhu reaksi rendah. Namun, proses reaksi memerlukan penambahan senyawa organik sehingga meningkatkan biaya. Metode ini memiliki kapasitas pemrosesan yang kecil dan tidak cocok untuk produksi industri. Produk yang dihasilkan dengan metode pembakaran memiliki ukuran partikel yang kecil dan seragam, namun karena proses reaksi yang singkat, mungkin terdapat kristal yang tidak lengkap sehingga mempengaruhi kinerja pendaran kristal. Anning dkk. menggunakan La2O3, B2O3, dan Mg sebagai bahan awal dan menggunakan sintesis pembakaran berbantuan garam untuk menghasilkan bubuk LaB6 secara batch dalam waktu singkat.
3. Penerapaneuropium tanah jarangkompleks dalam pengembangan sidik jari
Metode tampilan bubuk adalah salah satu metode tampilan sidik jari yang paling klasik dan tradisional. Saat ini, serbuk yang menampilkan sidik jari dapat dibagi menjadi tiga kategori: serbuk tradisional, seperti serbuk magnet yang terdiri dari serbuk besi halus dan serbuk karbon; Serbuk logam, seperti bubuk emas,bubuk perak, dan serbuk logam lainnya dengan struktur jaringan; Bubuk neon. Namun, bedak tradisional seringkali mengalami kesulitan besar dalam menampilkan sidik jari atau sidik jari lama pada objek latar belakang yang kompleks, dan memiliki efek toksik tertentu pada kesehatan pengguna. Dalam beberapa tahun terakhir, personel ilmu pengetahuan dan teknologi kriminal semakin menyukai penerapan bahan nano fluoresen untuk tampilan sidik jari. Karena sifat luminescent unik Eu3+ dan penerapannya secara luastanah jarangzat,europium tanah jarangkompleks ini tidak hanya menjadi pusat penelitian di bidang ilmu forensik, namun juga memberikan ide penelitian yang lebih luas untuk tampilan sidik jari. Namun, Eu3+ dalam cairan atau padatan memiliki kinerja penyerapan cahaya yang buruk dan perlu dikombinasikan dengan ligan untuk membuat peka dan memancarkan cahaya, memungkinkan Eu3+ menunjukkan sifat fluoresensi yang lebih kuat dan lebih persisten. Saat ini, ligan yang umum digunakan terutama meliputi β- Diketon, asam karboksilat dan garam karboksilat, polimer organik, siklus makro supramolekul, dll. Dengan penelitian dan penerapan mendalameuropium tanah jarangkompleks, telah ditemukan bahwa di lingkungan lembab, getaran koordinasi molekul H2O masukeuropiumkompleks dapat menyebabkan pendinginan pendaran. Oleh karena itu, untuk mencapai selektivitas yang lebih baik dan kontras yang kuat pada tampilan sidik jari, perlu dilakukan upaya untuk mempelajari cara meningkatkan stabilitas termal dan mekanis.europiumkompleks.
Pada tahun 2007, kelompok penelitian Liu L menjadi pelopor pengenalaneuropiumkompleks ke dalam bidang tampilan sidik jari untuk pertama kalinya di dalam dan luar negeri. Kompleks ion/sensitizer logam Eu3+ yang sangat berfluoresensi dan stabil terhadap cahaya yang ditangkap dengan metode sol gel dapat digunakan untuk potensi deteksi sidik jari pada berbagai bahan terkait forensik, termasuk kertas emas, kaca, plastik, kertas berwarna, dan daun hijau. Penelitian eksplorasi memperkenalkan proses persiapan, spektrum UV/Vis, karakteristik fluoresensi, dan hasil pelabelan sidik jari dari nanokomposit Eu3+/OP/TEOS baru ini.
Pada tahun 2014, Seung Jin Ryu dkk. pertama kali membentuk kompleks Eu3+ ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) dengan heksahidrateuropium klorida(EuCl3 · 6H2O) dan 1-10 fenantrolin (Phen). Melalui reaksi pertukaran ion antara ion natrium antarlapis daneuropiumion kompleks, senyawa nano-hibrida interkalasi (Eu (Phen) 2) 3+- batu sabun litium yang disintesis dan Eu (Phen) 2) 3+- montmorillonit alami) diperoleh. Di bawah eksitasi lampu UV pada panjang gelombang 312nm, kedua kompleks tidak hanya mempertahankan fenomena fotoluminesensi yang khas, tetapi juga memiliki stabilitas termal, kimia, dan mekanik yang lebih tinggi dibandingkan dengan kompleks Eu3+ murni. Namun, karena tidak adanya ion pengotor yang padam. seperti besi pada bagian utama batu sabun litium, [Eu (Phen) 2] 3+- batu sabun litium memiliki intensitas pendaran yang lebih baik daripada [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonite, dan sidik jari menunjukkan garis yang lebih jelas dan kontras yang lebih kuat dengan latar belakang. Pada tahun 2016, V Sharma dkk. sintesis serbuk nano fluorescent strontium aluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) menggunakan metode pembakaran. Bedak ini cocok untuk menampilkan sidik jari baru dan lama pada benda permeabel dan tidak permeabel seperti kertas berwarna biasa, kertas kemasan, aluminium foil, dan cakram optik. Ini tidak hanya menunjukkan sensitivitas dan selektivitas yang tinggi, tetapi juga memiliki karakteristik pijaran yang kuat dan tahan lama. Pada tahun 2018, Wang dkk. nanopartikel CaS yang disiapkan (ESM-CaS-NP) diolah denganeuropium, samarium, dan mangan dengan diameter rata-rata 30nm. Nanopartikel dienkapsulasi dengan ligan amfifilik, memungkinkannya terdispersi secara merata dalam air tanpa kehilangan efisiensi fluoresensinya; Co modifikasi permukaan ESM-CaS-NP dengan 1-dodecilthiol dan asam 11-mercaptoundecanoic (Arg-DT)/ NP berhasil memecahkan masalah pendinginan fluoresensi dalam air dan agregasi partikel yang disebabkan oleh hidrolisis partikel dalam nano fluoresen bubuk. Bubuk fluoresen ini tidak hanya menunjukkan potensi sidik jari pada objek seperti aluminium foil, plastik, kaca, dan ubin keramik dengan sensitivitas tinggi, tetapi juga memiliki berbagai sumber cahaya eksitasi dan tidak memerlukan peralatan ekstraksi gambar yang mahal untuk menampilkan sidik jari。Dalam pada tahun yang sama, kelompok penelitian Wang mensintesis serangkaian ternaryeuropiumkompleks [Eu(m-MA)3(o-Phen)] menggunakan orto, meta, dan asam p-metilbenzoat sebagai ligan pertama dan orto fenantrolin sebagai ligan kedua menggunakan metode presipitasi. Di bawah iradiasi sinar ultraviolet 245nm, potensi sidik jari pada objek seperti plastik dan merek dagang dapat ditampilkan dengan jelas. Pada tahun 2019, Sung Jun Park dkk. mensintesis YBO3: fosfor Ln3+(Ln=Eu, Tb) melalui metode solvotermal, yang secara efektif meningkatkan potensi deteksi sidik jari dan mengurangi gangguan pola latar belakang. Pada tahun 2020, Prabakaran dkk. mengembangkan komposit Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3/D-Dextrose yang berfluoresensi, menggunakan EuCl3 · 6H20 sebagai prekursor. Na [Eu (5,5' - DMBP) (fen) 3] Cl3 disintesis menggunakan Phen dan 5,5′ – DMBP melalui metode pelarut panas, kemudian Na [Eu (5,5' - DMBP) (fen) 3] Cl3 dan D-Dekstrosa digunakan sebagai prekursor untuk membentuk Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3 melalui metode adsorpsi. Kompleks 3/D-Dekstrosa. Melalui eksperimen, komposit ini dapat dengan jelas menampilkan sidik jari pada objek seperti tutup botol plastik, kacamata, dan mata uang Afrika Selatan di bawah eksitasi sinar matahari 365nm atau sinar ultraviolet, dengan kontras lebih tinggi dan kinerja fluoresensi lebih stabil. Pada tahun 2021, Dan Zhang dkk. berhasil merancang dan mensintesis heksanuklear Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY baru dengan enam situs pengikatan, yang memiliki stabilitas termal fluoresensi yang sangat baik (<50 ℃) dan dapat digunakan untuk tampilan sidik jari. Namun, percobaan lebih lanjut diperlukan untuk menentukan spesies tamu yang cocok. Pada tahun 2022, L Brini dkk. berhasil mensintesis bubuk fluoresen Eu: YVO4 melalui metode pengendapan bersama dan perlakuan penggilingan lebih lanjut, yang dapat mengungkap potensi sidik jari pada benda kayu dan kedap air. Pada tahun yang sama, kelompok riset Wang mensintesis NaYF4: Yb menggunakan metode sintesis termal pelarut, inti Er@YVO4 Eu -bahan nanofluoresensi tipe cangkang, yang dapat menghasilkan fluoresensi merah di bawah eksitasi ultraviolet 254nm dan fluoresensi hijau terang di bawah eksitasi inframerah dekat 980nm, mencapai dual mode tampilan potensi sidik jari pada tamu. Potensi tampilan sidik jari pada objek seperti ubin keramik, lembaran plastik, paduan aluminium, RMB, dan kertas kop surat berwarna menunjukkan sensitivitas tinggi, selektivitas, kontras, dan ketahanan yang kuat terhadap gangguan latar belakang.
4 Pandangan
Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentangeuropium tanah jarangkompleks telah menarik banyak perhatian, berkat sifat optik dan magnetiknya yang sangat baik seperti intensitas pendaran yang tinggi, kemurnian warna yang tinggi, masa pakai fluoresensi yang lama, penyerapan energi dan kesenjangan emisi yang besar, serta puncak serapan yang sempit. Dengan semakin dalamnya penelitian tentang bahan tanah jarang, penerapannya di berbagai bidang seperti pencahayaan dan tampilan, biosains, pertanian, militer, industri informasi elektronik, transmisi informasi optik, anti-pemalsuan fluoresensi, deteksi fluoresensi, dll. Sifat optik darieuropiumkompleksnya sangat bagus, dan bidang penerapannya secara bertahap berkembang. Namun, kurangnya stabilitas termal, sifat mekanik, dan kemampuan proses akan membatasi penerapan praktisnya. Dari perspektif penelitian saat ini, penelitian penerapan sifat optikeuropiumkompleks di bidang ilmu forensik terutama harus fokus pada peningkatan sifat optikeuropiumkompleks dan memecahkan masalah partikel fluoresen yang rentan terhadap agregasi di lingkungan lembab, menjaga stabilitas dan efisiensi pendaraneuropiumkompleks dalam larutan air. Saat ini, kemajuan masyarakat dan ilmu pengetahuan dan teknologi telah menuntut semakin tingginya kebutuhan akan penyiapan bahan baru. Selain memenuhi kebutuhan aplikasi, juga harus memenuhi karakteristik desain yang terdiversifikasi dan biaya rendah. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih lanjut mengenaieuropiumkompleks ini sangat penting bagi pengembangan sumber daya tanah jarang yang kaya di Tiongkok dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi kriminal.
Waktu posting: 01 November 2023