Ученые Казанского федерального университета (КФУ) предложили решение проблемы бесконтактного измерения температуры в криогенных и нормальных условиях, разработав материалы для люминесцентной термометрии. Они могут применяться в быту, на производстве, а также в химических реакторах.
«Основой для решения важной научной проблемы стал наработанный сотрудниками нашей лаборатории и коллегами материал об устойчивых комплексах иттербия (III) с ароматическими N-донорами. При использовании пар лантанидов тербий (III) – европий (III), диспрозий (III) – европий (III) и тербий (III) – самарий (III) были получены соединения, которые не уступают по стабильности материнскому иттербиевому комплексу и обладают температурно-зависимыми люминесцентными свойствами», – говорит руководитель научно-исследовательской лаборатории координационных соединений, доцент кафедры неорганической химии Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Валерий Штырлин.
Шесть новых соединений на основе редкоземельных металлов отличаются изменением спектра излучения и цвета при изменении температуры. Это легло в основу создания термометра нового типа.
Подбор условий, синтез, очистка, термический анализ и структурный анализ были выполнены в КФУ и Тюменском государственном университете, а изучение оптических свойств – в Гиссенском университете имени Юстуса Либиха в Германии. Исследования позволили описать трансфер энергии с иона диспрозия (III) на ион европия (III) и определить параметры для создания люминесцентных термометров.
Ученые установили, что значения относительной термической чувствительности новых материалов соответствуют известным соединениям-лидерам, охватывая температурный интервал от -10 °C до +65 °C, а термическая стабильность превосходит термометры на основе металлорганических каркасов и полимерных композитов.
Участники проекта планируют провести циклические измерения в различных средах для проверки материалов на пригодность в модельных и реальных системах. Результаты исследования представлены в статье в журнале Chemistry of Materials. В планах ученых – разработка сенсоров, тест-систем и приборов для измерения температуры в быту, на производстве и в реакторах.
Источник: Минобрнауки РФ
распечатать статью
