التقدم في دراسة مجمعات أوروبيوم الأرض النادرة لتطوير بصمات الأصابع

تظل الأنماط الحليمية على الأصابع البشرية دون تغيير في بنيتها الطوبولوجية منذ الولادة ، وتمتلك خصائص مختلفة من شخص لآخر ، والأنماط الحليمية على كل إصبع من نفس الشخص مختلف أيضًا. يتم تخليط نمط الحليمة على الأصابع وتوزيعه مع العديد من مسام العرق. يفرز جسم الإنسان باستمرار المواد القائمة على الماء مثل العرق والمواد الزيتية مثل الزيت. سيتم نقل هذه المواد وإيداعها على الكائن عند ملامستها ، وتشكيل انطباعات على الكائن. يرجع ذلك بالتحديد إلى الخصائص الفريدة للمطبوعات اليدوية ، مثل خصوصيةها الفردية ، والاستقرار مدى الحياة ، وطبيعة عاكسة لعلامات اللمس التي أصبحت بصمات الأصابع رمزًا معترفًا بها للتحقيق الجنائي والتعرف على الهوية الشخصية منذ الاستخدام الأول للبصمات لتحديد الهوية الشخصية في أواخر القرن التاسع عشر.

في مسرح الجريمة ، باستثناء بصمات الأصابع ثلاثية الأبعاد ومسطح ، فإن معدل حدوث بصمات الأصابع المحتملة هو الأعلى. تتطلب بصمات الأصابع المحتملة عادةً معالجة بصرية من خلال التفاعلات الفيزيائية أو الكيميائية. تشمل طرق تطوير البصمات الأصلية المشتركة بشكل أساسي التطور البصري وتطور المسحوق والتطور الكيميائي. من بينها ، يتم تفضيل تطوير المسحوق من خلال الوحدات الشعبية بسبب تشغيلها البسيط وتكلفة منخفضة. ومع ذلك ، فإن قيود عرض البصمات القائمة على المسحوق التقليدية لم تعد تلبي احتياجات الفنيين الجنائيين ، مثل الألوان والمواد المعقدة والمتنوعة للكائن في مسرح الجريمة ، والتباين السيئ بين البصمة ولون الخلفية ؛ يؤثر حجم وشكل ولزوجة ونسبة التكوين وأداء جزيئات المسحوق على حساسية مظهر المسحوق ؛ انتقائية المساحيق التقليدية سيئة ، وخاصة الامتزاز المعزز للأشياء الرطبة على المسحوق ، مما يقلل بشكل كبير من انتقائية تطوير المساحيق التقليدية. في السنوات الأخيرة ، كان موظفو العلوم الجنائية والتكنولوجيا يبحثون باستمرارأرض نادرةاجتذبت مواد الإنارة انتباه موظفي العلوم الجنائية والتكنولوجيا بسبب خصائصها الفريدة الفريدة ، والتباين العالي ، والحساسية العالية ، والانتقائية العالية ، والسمية المنخفضة في تطبيق عرض البصمات. تملأها المدارات 4F المملوءة تدريجياً من العناصر الأرضية النادرة بمستويات طاقة غنية جدًا ، ويتم ملء مدارات الإلكترون ذات الطبقة 5S و 5p للعناصر الأرضية النادرة تمامًا. يتم حماية إلكترونات طبقة 4F ، مما يمنح إلكترونات طبقة 4F طريقة فريدة للحركة. لذلك ، تظهر العناصر الأرضية النادرة قابلية للضوء والاستقرار الكيميائي دون التبييض الضوئي ، والتغلب على حدود الأصباغ العضوية شائعة الاستخدام. فضلاً عن ذلك،أرض نادرةكما أن العناصر لها خصائص كهربائية ومغناطيسية متفوقة مقارنة بالعناصر الأخرى. الخصائص البصرية الفريدة لأرض نادرةاجتذبت أيونات ، مثل عمر التألق الطويل ، والعديد من نطاقات الامتصاص والانبعاثات الضيقة ، وفجوات امتصاص الطاقة الكبيرة والانبعاثات ، انتباهًا واسعًا في البحث المتعلق بعرض بصمات الأصابع.

بين العديدأرض نادرةعناصر،يوروبيومهي المادة اللامعة الأكثر استخداما. دياركاي ، مكتشفيوروبيومفي عام 1900 ، وصف الخطوط الحادة لأول مرة في طيف امتصاص EU3+في المحلول. في عام 1909 ، وصف أوربان اللمعانGD2O3: EU3+. في عام 1920 ، نشرت Prandtl لأول مرة أطياف الامتصاص في EU3+، مما يؤكد ملاحظات De Mare. يظهر الشكل 1 من طيف الامتصاص في EU3+في الشكل 1. EU3+يقع عادة على مدار C2 لتسهيل انتقال الإلكترونات من 5D0 إلى 7F2 ، وبالتالي إطلاق مضان أحمر. يمكن أن يحقق EU3+انتقالًا من إلكترونات الحالة الأرضية إلى أدنى مستوى طاقة حالة متحمس ضمن نطاق الطول الموجي للضوء المرئي. تحت الإثارة من الضوء فوق البنفسجي ، يعرض EU3+تلألؤ ضوئي أحمر قوي. هذا النوع من التألق الضوئي لا ينطبق فقط على أيونات EU3+مخدر في ركائز بلورية أو نظارات ، ولكن أيضًا على المجمعات التي تم توليفها معيوروبيوموالروابط العضوية. يمكن أن تكون هذه الروابط بمثابة هوائيات لامتصاص التلألؤ الإثارة ونقل طاقة الإثارة إلى مستويات طاقة أعلى من أيونات EU3+. أهم تطبيقيوروبيومهو مسحوق الفلورسنت الأحمرY2O3: EU3+(YOX) هو مكون مهم من مصابيح الفلورسنت. يمكن تحقيق الإثارة في الضوء الأحمر لـ EU3+ليس فقط عن طريق الأشعة فوق البنفسجية ، ولكن أيضًا عن طريق شعاع الإلكترون (التألق الكاثودولي) ، وأشعة الأشعة السينية γ α أو الجسيمات β ، والآثار بالكهرباء ، والتلوين الاحتكاكي أو الميكانيكي ، وطرق التألق الكيميائي. نظرًا لخصائصه الغنية بالومين ، فهو مسبار بيولوجي يستخدم على نطاق واسع في مجالات العلوم الطبية الحيوية أو البيولوجية. في السنوات الأخيرة ، أثارت أيضًا الاهتمام البحثي لموظفي العلوم الجنائية والتكنولوجيا في مجال علوم الطب الشرعي ، مما يوفر خيارًا جيدًا للاطلاع على قيود طريقة المسحوق التقليدية لعرض بصمات الأصابع ، ولديها أهمية كبيرة في تحسين التباين والحساسية والانتقائية لعرض بصمات الأصابع.

الشكل 1 EU3+طيف الامتصاص

1 ، مبدأ اللمعاننادر الأرض الأوروبيومالمجمعات

الحالة الأرضية والتكوينات الإلكترونية للدولةيوروبيومأيونات كلاهما 4fn نوع. بسبب تأثير التدريع الممتاز للمدارات S و D حوليوروبيومأيونات على مدارات 4F ، تحولات FF منيوروبيومأيونات تظهر نطاقات خطية حادة وعمر مضان طويل نسبيا. ومع ذلك ، بسبب انخفاض كفاءة التألق الضوئي لأيونات الأوروبيوم في المناطق الإضاءة فوق البنفسجية والمرئية ، يتم استخدام الروابط العضوية لتشكيل مجمعات معيوروبيومأيونات لتحسين معامل امتصاص المناطق الإضاءة فوق البنفسجية والمرئية. الإسفار المنبعث من قبليوروبيوملا تحتوي المجمعات على المزايا الفريدة فقط لكثافة مضان عالية ونقاء مضان عالي ، ولكن يمكن أيضًا تحسينها من خلال استخدام كفاءة امتصاص عالية للمركبات العضوية في المناطق فوق البنفسجية والضوء المرئي. طاقة الإثارة المطلوبة ليوروبيومالتألق الأيوني ضوئي مرتفع من نقص كفاءة مضان منخفض. هناك مبدأان رئيسيان من اللمعاننادر الأرض الأوروبيومالمجمعات: واحد هو اللمعان الضوئي ، والذي يتطلب يجند منيوروبيومالمجمعات جانب آخر هو أن تأثير الهوائي يمكن أن يحسن من حساسيةيوروبيومأيون اللمعان.

بعد الإثارة من قبل الأشعة فوق البنفسجية الخارجية أو الضوء المرئي ، يجند العضوية فيأرض نادرةالتحولات المعقدة من الحالة الأرضية S0 إلى ولاية القميص متحمس S1. إلكترونات الحالة المتحمسة غير مستقرة وتعود إلى الحالة الأرضية S0 من خلال الإشعاع ، مما يطلق الطاقة حتى ينبعث اللجند مضان ، أو القفز بشكل متقطع إلى حالته الثلاثة متحمسة T1 أو T2 من خلال الوسائل غير الإشعاعية ؛ تحرر الحالات الثلاثة المتحمسة الطاقة من خلال الإشعاع لإنتاج الفسفور اللانجد ، أو نقل الطاقة إلىأوروبيوم المعادنأيونات من خلال نقل الطاقة غير الإشعاعي داخل الجزيئات ؛ بعد أن متحمس ، تنتقل أيونات أوروبيوم من الدولة الأرضية إلى الحالة المتحمسة ، ويوروبيومأيونات في الحالة المتحمسة الانتقال إلى مستوى الطاقة المنخفضة ، والعودة في نهاية المطاف إلى الحالة الأرضية ، وإطلاق الطاقة وتوليد مضان. لذلك ، من خلال إدخال الروابط العضوية المناسبة للتفاعل معأرض نادرةالأيونات وتوعية أيونات المعادن المركزية من خلال نقل الطاقة غير الإشعاعي داخل الجزيئات ، يمكن زيادة تأثير مضان أيونات الأرض النادرة إلى حد كبير ويمكن تقليل متطلبات طاقة الإثارة الخارجية. تُعرف هذه الظاهرة بتأثير الهوائي للروابط. يظهر الشكل 2 مخطط مستوى الطاقة لنقل الطاقة في مجمعات EU3+.

في عملية نقل الطاقة من الحالة الثلاثي المتحمس إلى EU3+، يلزم أن يكون مستوى الطاقة في الحالة الثلاثي المتحمس أعلى من مستوى الطاقة في حالة EU3+متحمس. ولكن عندما يكون مستوى الطاقة الثلاثي في ​​يجند أكبر بكثير من أدنى طاقة حالة متحمس في EU3+، سيتم تقليل كفاءة نقل الطاقة بشكل كبير. عندما يكون الفرق بين الحالة الثلاثية للليجند وأدنى حالة متحمسة من EU3+صغيرًا ، ستضعف كثافة التألق بسبب تأثير معدل التعطيل الحراري للحالة الثلاثية للريغند. تتمتع مجمعات diketone بمزايا معامل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القوية ، وقدرة تنسيق قوية ، ونقل فعال للطاقة معأرض نادرةS ، ويمكن أن توجد في كل من الأشكال الصلبة والسائلة ، مما يجعلها واحدة من أكثر الروابط استخدام على نطاق واسع فيأرض نادرةالمجمعات.

الشكل 2 الشكل 2 مخطط مستوى الطاقة لنقل الطاقة في مجمع EU3+

2. طريقة التكيف مننادر الأرض الأوروبيومالمجمعات

2.1 طريقة تخليق الحالة الصلبة عالية درجة الحرارة

طريقة الحالة الصلبة عالية الحرارة هي طريقة شائعة الاستخدام للتحضيرأرض نادرةمواد الإنارة ، كما أنها تستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. طريقة توليف الحالة الصلبة عالية الحرارة هي تفاعل واجهات المادة الصلبة في ظل ظروف درجات الحرارة العالية (800-1500 ℃) لتوليد مركبات جديدة عن طريق نشر أو نقل ذرات أو أيونات الصلبة. يتم استخدام طريقة المرحلة الصلبة عالية الحرارة للتحضيرأرض نادرةالمجمعات. أولاً ، يتم خلط المواد المتفاعلة في نسبة معينة ، ويتم إضافة كمية مناسبة من التدفق إلى ملاط ​​لضمان خلط موحد. بعد ذلك ، يتم وضع المواد المتفاعلة الأرضية في فرن درجة حرارة عالية للتكلس. أثناء عملية التكلفة ، يمكن ملء الأكسدة أو التخفيض أو الغازات الخاملة وفقًا لاحتياجات العملية التجريبية. بعد التكلس العالي درجات الحرارة ، يتم تشكيل مصفوفة ذات بنية بلورية محددة ، وتتم إضافة أيونات الأرض النادرة المنشط إليها لتشكيل مركز لامع. يحتاج المجمع المتكلس إلى الخضوع للتبريد ، والشطف ، والتجفيف ، والطحن ، والتجسس ، والفحص في درجة حرارة الغرفة للحصول على المنتج. بشكل عام ، هناك حاجة إلى عمليات الطحن والتكلس المتعددة. الطحن المتعدد يمكن أن يسرع سرعة التفاعل ويجعل التفاعل أكثر اكتمالا. وذلك لأن عملية الطحن تزيد من منطقة التلامس للمتفاعلات ، مما يحسن بشكل كبير من سرعة الانتشار والنقل للأيونات والجزيئات في المواد المتفاعلة ، وبالتالي تحسين كفاءة التفاعل. ومع ذلك ، فإن أوقات التكلفة المختلفة ودرجات الحرارة سيكون لها تأثير على بنية المصفوفة البلورية التي تم تشكيلها.

تتمتع طريقة الحالة الصلبة ذات درجة الحرارة العالية بمزايا تشغيل العمليات البسيطة ، والتكلفة المنخفضة ، والاستهلاك لفترة قصيرة ، مما يجعلها تقنية تحضير ناضجة. ومع ذلك ، فإن العيوب الرئيسية لطريقة الحالة الصلبة عالية الحرارة هي: أولاً ، تكون درجة حرارة التفاعل المطلوبة مرتفعة للغاية ، والتي تتطلب معدات وأدوات عالية ، وتستهلك طاقة عالية ، ويصعب التحكم في التشكل البلوري. مورفولوجيا المنتج غير متكافئة ، وحتى يتسبب في تلف الحالة البلورية ، مما يؤثر على أداء التلألؤ. ثانياً ، يجعل الطحن غير الكافي من الصعب على المواد المتفاعلة خلطها بالتساوي ، والجزيئات البلورية كبيرة نسبيًا. بسبب الطحن اليدوي أو الميكانيكي ، يتم خلط الشوائب حتما للتأثير على التلألؤ ، مما يؤدي إلى انخفاض نقاء المنتج. العدد الثالث هو تطبيق الطلاء غير المتكافئ والكثافة الضعيفة أثناء عملية التقديم. لاي وآخرون. تم تصنيع سلسلة من مساحيق الفلورسنت SR5 (PO4) 3CL ذات الطور أحادي الطور المخدر مع EU3+و TB3+باستخدام طريقة الحالة الصلبة التقليدية عالية الحرارة. في ظل الإثارة شبه المنقوسية ، يمكن لمسحوق الفلورسنت ضبط لون التلألؤ للفوسفور من المنطقة الزرقاء إلى المنطقة الخضراء وفقًا لتركيز المنشطات ، مما يحسن عيوب مؤشر عرض الألوان المنخفض ودرجة حرارة اللون المرتفعة ذات الصلة في الثنائيات التي تنبعث منها الضوء الأبيض. إن استهلاك الطاقة العالي هو المشكلة الرئيسية في تخليق مساحيق الفلورسنت القائمة على البوروفوسفات عن طريق طريقة الحالة الصلبة عالية درجة الحرارة. حاليًا ، يلتزم المزيد والمزيد من العلماء بتطوير المصفوفات المناسبة والبحث عنها لحل مشكلة استهلاك الطاقة العالية لطريقة الحالة الصلبة عالية الحرارة. في عام 2015 ، Hasegawa et al. أكملت إعداد الحالة الصلبة منخفضة درجة الحرارة لمرحلة LI2NABP2O8 (LNBP) باستخدام المجموعة الفضائية P1 من نظام Triclinic لأول مرة. في عام 2020 ، تشو وآخرون. أبلغت عن مسار تخليق الحالة الصلبة منخفضة درجة الحرارة من أجل فسفور LI2NABP2O8 الجديد: EU3+(LNBP: EU) ، واستكشاف استهلاك الطاقة المنخفضة وطريق تخليق منخفض التكلفة للفوسفور غير العضوي.

2.2 طريقة هطول الأمطار

طريقة هطول الأمطار CO هي أيضًا طريقة توليف "كيميائية ناعمة" شائعة الاستخدام لإعداد مواد الإنارة الأرضية غير العضوية. تتضمن طريقة هطول الأمطار CO إضافة ممر إلى المادة المتفاعلة ، والتي تتفاعل مع الكاتيونات في كل رد فعل لتشكيل رواسب أو تحلل المتفاعلة في ظل ظروف معينة لتشكيل أكاسيد ، هيدروكسيدات ، أملاح غير قابلة للذوبان ، إلخ. تعتبر مزايا طريقة هطول الأمطار CO البسيطة ، واستهلاك الوقت القصير ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، ونقاء المنتج العالي. أبرزها هي أن حجم الجسيمات الصغير يمكن أن يولد البلورات النانوية مباشرة. عيوب طريقة هطول الأمطار هي: أولاً ، تكون ظاهرة تجميع المنتجات التي تم الحصول عليها شديدة ، مما يؤثر على الأداء الإنارة للمادة الفلورية ؛ ثانياً ، شكل المنتج غير واضح ويصعب التحكم فيه ؛ ثالثًا ، هناك متطلبات معينة لاختيار المواد الخام ، ويجب أن تكون شروط هطول الأمطار بين كل مادة تفاعلية متشابهة أو متطابقة قدر الإمكان ، وهو أمر غير مناسب لتطبيق مكونات النظام المتعددة. K. Petcharoen et al. توليف الجسيمات النانوية المغنتيتية الكروية باستخدام هيدروكسيد الأمونيوم كطريقة ترسيب هطول CO الكيميائي والكيميائية. تم إدخال حمض الأسيتيك وحمض الأوليك كعوامل طلاء خلال مرحلة التبلور الأولية ، وتم التحكم في حجم الجسيمات النانوية المغنتيتية في حدود 1-40 نيوتن متر عن طريق تغيير درجة الحرارة. تم الحصول على الجسيمات النانوية المغناطيسية المشتتة جيدًا في محلول مائي من خلال تعديل السطح ، مما يحسن ظاهرة التكتل للجزيئات في طريقة هطول الأمطار. كي وآخرون. قارن تأثيرات الطريقة الحرارية المائية وطريقة هطول الأمطار على الشكل والبنية وحجم الجسيمات في الاتحاد الأوروبي CSH. وأشاروا إلى أن الطريقة الحرارية المائية تولد الجسيمات النانوية ، في حين أن طريقة هطول الأمطار CO تولد جزيئات منشورية تحت الحمر. بالمقارنة مع طريقة ترسيب CO ، فإن الطريقة الحرارية المائية تظهر بلورة أعلى وكثافة تلألؤ ضوئي أفضل في إعداد مسحوق الاتحاد الأوروبي CSH. JK Han et al. طورت طريقة ترسيب CO الجديدة باستخدام مذيب غير مائي N ، N-dimethylformamide (DMF) للتحضير (BA1-XSRX) 2SIO4: الفوسفور EU2 مع توزيع ضيق الحجم وكفاءة كمية عالية بالقرب من جسيمات النانو أو الحجم الفرعي الكروي. يمكن أن تقلل DMF من تفاعلات البلمرة وتبطئ معدل التفاعل أثناء عملية هطول الأمطار ، مما يساعد على منع تجميع الجسيمات.

2.3 طريقة التوليف الحراري المائي/المذيبات

بدأت الطريقة الحرارية المائية في منتصف القرن التاسع عشر عندما قام الجيولوجيون بمحاكاة التمعدن الطبيعي. في أوائل القرن العشرين ، نضجت النظرية تدريجياً وهي حاليًا واحدة من أكثر طرق كيمياء الحلول الواعدة. الطريقة الحرارية المائية هي عملية يتم فيها استخدام بخار الماء أو محلول مائي كوسيلة (لنقل الأيونات والمجموعات الجزيئية وضغط النقل) للوصول إلى حالة دون حرجة أو فوق حرجة في بيئة مغلقة ذات درجة حرارة عالية وضغط عالي ، وتفاعل عن ماء ، وتفاعل تقليدي ، وتفاعل تقليدي ، وتفاعل تقليدي ، وتفاعل تقليدي ، وتفاعل تقليدي ، وتفاعل التحلل ، وتفاعله الخالص. المجموعات الجزيئية منتشرة إلى درجة حرارة منخفضة لإعادة التبلور. تؤثر درجة الحرارة ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، ووقت التفاعل ، والتركيز ، ونوع السلائف أثناء عملية التحلل المائي على معدل التفاعل ، ومظهر البلورة ، والشكل ، والبنية ، ومعدل النمو بدرجات متفاوتة. زيادة درجة الحرارة لا تسرع فقط حل المواد الخام ، ولكن أيضا تزيد من التصادم الفعال للجزيئات لتعزيز تكوين البلورة. تعد معدلات النمو المختلفة لكل طائرة بلورية في بلورات الرقم الهيدروجيني هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على الطور البلوري والحجم والمورفولوجيا. يؤثر طول وقت التفاعل أيضًا على نمو البلورة ، وكلما طال الوقت ، كلما كان ذلك أكثر ملاءمة للنمو البلوري.

تتجلى مزايا الطريقة الحرارية المائية بشكل أساسي: أولاً ، نقاء البلورة العالي ، لا تلوث الشوائب ، توزيع حجم الجسيمات الضيق ، العائد العالي ، ومورفولوجيا المنتج المتنوعة ؛ والثاني هو أن عملية التشغيل بسيطة ، والتكلفة منخفضة ، واستهلاك الطاقة منخفض. يتم تنفيذ معظم التفاعلات في بيئات درجات الحرارة المتوسطة إلى المنخفضة ، ومن السهل التحكم في ظروف التفاعل. نطاق التطبيق واسع ويمكنه تلبية متطلبات التحضير لمختلف أشكال المواد ؛ ثالثًا ، يكون ضغط التلوث البيئي منخفضًا وهو ودود نسبيًا لصحة المشغلين. عيوبها الرئيسية هي أن سلائف التفاعل تتأثر بسهولة بالدرجة الحموضة البيئية ، ودرجة الحرارة ، والوقت ، والمنتج يحتوي على محتوى منخفض الأكسجين.

تستخدم الطريقة الحرارية المليئة بالمذيبات العضوية كوسيلة تفاعل ، مما يزيد من قابلية تطبيق الطرق الحرارية المائية. بسبب الاختلافات الكبيرة في الخواص الفيزيائية والكيميائية بين المذيبات العضوية والماء ، تكون آلية التفاعل أكثر تعقيدًا ، ومظهر المنتج وحجمه أكثر تنوعًا. نالابان وآخرون. تصنيع بلورات moox مع مورفولوجيا مختلفة من ورقة إلى نانورود عن طريق التحكم في وقت التفاعل للطريقة الحرارية المائية باستخدام كبريتات ديالكل الصوديوم كعامل توجيه البلورة. ديانوين هو وآخرون. مواد مركبة موسعة على أساس الكوبالت polyoxymolybdenum (COPMA) و UIO-67 أو تحتوي على مجموعات bipyridyl (UIO-BPY) باستخدام طريقة solvothermal عن طريق تحسين ظروف التوليف.

2.4 طريقة SOL GEL

طريقة Sol Gel هي طريقة كيميائية تقليدية لإعداد مواد وظيفية غير عضوية ، والتي تستخدم على نطاق واسع في إعداد المواد النانوية المعدنية. في عام 1846 ، استخدم Elbelmen هذه الطريقة لأول مرة لإعداد SiO2 ، لكن استخدامه لم يكن ناضجًا بعد. تتمثل طريقة التحضير بشكل أساسي في إضافة منشط أيون أرضي نادر في محلول التفاعل الأولي لجعل تطهير المذيب لصنع الهلام ، ويحصل الجل المعد على المنتج المستهدف بعد معالجة درجة الحرارة. يحتوي الفسفور الناتج عن طريقة SOL Gel على مورفولوجيا جيدة وخصائص هيكلية ، والمنتج له حجم جسيمات موحد صغير ، لكن لمعانه يجب تحسينه. عملية إعداد طريقة SOL-GEL بسيطة وسهلة التشغيل ، ودرجة حرارة التفاعل منخفضة ، وأداء السلامة مرتفع ، ولكن الوقت طويل ، وكمية كل علاج محدودة. Gaponenko et al. أعدت بنية باتيو 3/siO2 متعددة الطبقات عن طريق الطرد المركزي والمعالجة الحرارية SOL-GEL طريقة مع انتقال جيد ومؤشر الانكسار ، وأشار إلى أن مؤشر الانكسار لفيلم BATIO3 سيزداد مع زيادة تركيز SOL. في عام 2007 ، استحوذت مجموعة أبحاث Liu L'S بنجاح على مجمع EU3+المعدني المعدني الثابت والمعدني المستقر للغاية في المركبات النانوية القائمة على السيليكا والهلام الجاف المخدر باستخدام طريقة هلام SOL. في العديد من مجموعات من المشتقات المختلفة من محسسات الأرض النادرة وقوالب السيليكا النانوية ، يوفر استخدام مُحسس 1،10-phenanthroline (OP) في Tetraethoxysilane (TEOS) أفضل الهلام الجاف المخبط للفلورات لاختبار الخصائص الطيفية لـ EU3+.

2.5 طريقة توليف الميكروويف

طريقة توليف الميكروويف هي طريقة تخليق كيميائية خضراء وخالية من التلوث مقارنة بطريقة الحالة الصلبة عالية الحرارة ، والتي تستخدم على نطاق واسع في تخليق المواد ، وخاصة في مجال تخليق المواد النانوية ، والتي تظهر زخم التطور الجيد. الميكروويف هي موجة كهرومغناطيسية ذات طول موجة بين 1NN و 1M. طريقة الميكروويف هي العملية التي تخضع فيها الجزيئات المجهرية داخل مادة البداية إلى استقطاب تحت تأثير قوة المجال الكهرومغناطيسي الخارجي. مع تغير اتجاه المجال الكهربائي للميكروويف ، يتغير اتجاه الحركة وترتيب الأقطاب بشكل مستمر. إن استجابة التباطؤ للأقطاب ، وكذلك تحويل الطاقة الحرارية الخاصة بها دون الحاجة إلى التصادم والاحتكاك وفقدان العزل الكهربائي بين الذرات والجزيئات ، يحقق تأثير التدفئة. نظرًا لحقيقة أن تسخين الميكروويف يمكن أن يسخن نظام التفاعل بأكمله بشكل موحد وإجراء الطاقة بسرعة ، وبالتالي تعزيز تقدم التفاعلات العضوية ، مقارنة بطرق التحضير التقليدية ، فإن طريقة توليف الميكروويف لها مزايا سرعة التفاعل السريعة ، والسلامة الخضراء ، وحجم جسيمات المادة الصغيرة والموحدة ، ونقاء الطور العالي. ومع ذلك ، تستخدم معظم التقارير حاليًا امتصاصات الميكروويف مثل مسحوق الكربون و Fe3O4 و MNO2 لتوفير الحرارة بشكل غير مباشر للتفاعل. المواد التي يتم امتصاصها بسهولة بواسطة أفران الميكروويف ويمكنها تنشيط المواد المتفاعلة نفسها تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف. ليو وآخرون. يجمع بين طريقة ترسيب CO مع طريقة الميكروويف لتوليف إسبنيل النقي limn2o4 مع التشكل المسامي والخصائص الجيدة.

2.6 طريقة الاحتراق

تعتمد طريقة الاحتراق على طرق التدفئة التقليدية ، والتي تستخدم احتراق المادة العضوية لإنشاء المنتج المستهدف بعد تبخير الحل إلى الجفاف. الغاز الناتج عن احتراق المواد العضوية يمكن أن يبطئ بفعالية حدوث التكتل. بالمقارنة مع طريقة تسخين الحالة الصلبة ، فإنه يقلل من استهلاك الطاقة وهو مناسب للمنتجات ذات متطلبات درجة حرارة التفاعل المنخفضة. ومع ذلك ، تتطلب عملية التفاعل إضافة المركبات العضوية ، مما يزيد من التكلفة. هذه الطريقة لديها قدرة معالجة صغيرة وليست مناسبة للإنتاج الصناعي. يحتوي المنتج الناتج عن طريقة الاحتراق على حجم جسيم صغير وموحد ، ولكن بسبب عملية التفاعل القصيرة ، قد تكون هناك بلورات غير كاملة ، والتي تؤثر على أداء التلألؤ للبلورات. أنينغ وآخرون. يستخدم LA2O3 و B2O3 و MG كمواد بداية واستخدام تخليق الاحتراق بمساعدة الملح لإنتاج مسحوق LAB6 على دفعات في فترة زمنية قصيرة.

3. تطبيقنادر الأرض الأوروبيومالمجمعات في تطوير بصمات الأصابع

طريقة عرض المسحوق هي واحدة من أكثر طرق عرض البصمات الكلاسيكية والتقليدية. في الوقت الحاضر ، يمكن تقسيم المساحيق التي تعرض بصمات الأصابع إلى ثلاث فئات: المساحيق التقليدية ، مثل المساحيق المغناطيسية المكونة من مسحوق الحديد الناعم ومسحوق الكربون ؛ مساحيق معدنية ، مثل مسحوق الذهب ،مسحوق الفضة، وغيرها من المساحيق المعدنية مع بنية الشبكة ؛ مسحوق الفلورسنت. ومع ذلك ، غالبًا ما تواجه المساحيق التقليدية صعوبات كبيرة في عرض بصمات الأصابع أو بصمات الأصابع القديمة على كائنات الخلفية المعقدة ، ولها تأثير سام معين على صحة المستخدمين. في السنوات الأخيرة ، فضل موظفو العلوم الجنائية والتكنولوجيا بشكل متزايد تطبيق مواد الفلورسنت النانو لعرض بصمات الأصابع. نظرًا لخصائص الإنارة الفريدة لـ EU3+والتطبيق الواسع النطاق لـأرض نادرةالمواد ،نادر الأرض الأوروبيوملم تصبح المجمعات نقطة ساخنة للبحث في مجال علوم الطب الشرعي فحسب ، بل توفر أيضًا أفكارًا بحثية أوسع لعرض بصمات الأصابع. ومع ذلك ، فإن EU3+في السوائل أو المواد الصلبة لها أداء ضعيف امتصاص الضوء ويجب دمجه مع الروابط لتوعية الضوء وينبعث منه ، مما يتيح EU3+إظهار خصائص مضان أقوى وأكثر ثباتًا. في الوقت الحالي ، تشمل الروابط الشائعة الاستخدام بشكل رئيسي diketones ، وأحماض الكربوكسيل وأملاح الكربوكسيل ، والبوليمرات العضوية ، والدراجات الكبيرة الجزيئية ، وما إلى ذلك.نادر الأرض الأوروبيومالمجمعات ، وجد أنه في البيئات الرطبة ، اهتزاز جزيئات التنسيق H2O فييوروبيوميمكن أن تسبب المجمعات تبريد اللمعان. لذلك ، من أجل تحقيق انتقائية أفضل والتباين القوي في عرض البصمات ، يجب بذل الجهود لدراسة كيفية تحسين الاستقرار الحراري والميكانيكييوروبيومالمجمعات.

في عام 2007 ، كانت مجموعة أبحاث Liu L'S رائدة في تقديمهايوروبيومالمجمعات في مجال عرض البصمات لأول مرة في المنزل والخارج. يمكن استخدام مجمعات أيون/مُحسس المعادن الثابتة الفلورية والضوء الثابتة التي تم التقاطها بواسطة طريقة هلام SOL لاكتشاف بصمات الأصابع المحتملة على مختلف المواد ذات الصلة بالطب الشرعي ، بما في ذلك رقائق الذهب والزجاج والورق والورق الملون والأوراق الخضراء. قدمت الأبحاث الاستكشافية عملية التحضير ، وأطياف الأشعة فوق البنفسجية/VIS ، وخصائص التألق ، ونتائج وضع العلامات على البصمات لهذه المركبات النانوية EU3+/OP/TEOS الجديدة.

في عام 2014 ، Seung Jin Ryu et al. شكلت لأول مرة مجمع EU3+([EUCL2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) بواسطة Hexahydrateكلوريد يوروبيوم(EUCL3 · 6H2O) و 1-10 Phenanthroline (Phen). من خلال تفاعل التبادل الأيوني بين أيونات الصوديوم بين الطبقات ويوروبيومتم الحصول على أيونات المعقدة ، مركبات هجينة نانو (EU) 2) 3+- حجر الصابون الليثيوم المتردد والاتحاد الأوروبي (Phen) 2) 3+- Montmorillonite الطبيعية). تحت إثارة مصباح الأشعة فوق البنفسجية على طول موجة يبلغ 312 نانومتر ، لا يحافظ المجمعان فقط على ظواهر التألق الضوئي المميز ، ولكن أيضًا يتمتعان بالاستقرار الحراري والكيميائي والميكانيكي الأعلى مقارنةً بمجمعات EU3+النقية. كثافة التلألؤ من [الاتحاد الأوروبي (Phen) 2] 3+- Montmorillonite ، وتظهر بصمات الأصابع خطوطًا أوضح وتناقضًا أقوى مع الخلفية. في عام 2016 ، V Sharma et al. ألومينات السترونتيوم المصنفة (SRAL2O4: EU2+، DY3+) مسحوق الفلورسنت النانو باستخدام طريقة الاحتراق. المسحوق مناسب لعرض بصمات الأصابع الطازجة والقديمة على الأشياء القابلة للنفاذ وغير القابلة للنفاذ مثل الورق الملون العادي وورق التغليف ورقائق الألومنيوم والأقراص الضوئية. إنه لا يظهر حساسية عالية وانتقائية فحسب ، بل إنه يحتوي أيضًا على خصائص آثار قوية وطويلة الأمد. في عام 2018 ، وانغ وآخرون. الجسيمات النانوية CAS المعدة (ESM-CAS-NP) مخدر معيوروبيوم, الساماريوموالمنغنيز بقطر متوسط ​​30 نانومتر. تم تغليف الجسيمات النانوية مع بروابط برمائية ، مما يسمح لها بالتفريق بشكل موحد في الماء دون فقدان كفاءة مضانها ؛ تعديل CO لسطح ESM-CAS-NP مع 1-dodecylthiol وحمض 11-mercaptoundecanoic (ARG-DT)/ MUA@ESM-CAS NPs نجح في حل مشكلة تبريد مضان في الماء وتجميع الجسيمات الناتج عن التحلل المائي للجسيمات في مسحوق الفلورسنت النانو. لا يعرض مسحوق الفلورسنت هذا فقط بصمات أصابع محتملة على الأشياء مثل رقائق الألومنيوم والبلاستيك والزجاج والخزف ذات الحساسية العالية ، ولكن لديها أيضًا مجموعة واسعة من مصادر الإشعال الإثارة ولا تتطلب معدات استخراج الصور باهظة الثمن لعرض بصمات الأصابع في نفس العام ، حيث قامت مجموعة أبحاث وانغ بتصميم سلسلة من Ternaryيوروبيومالمجمعات [EU (M-MA) 3 (O-PHEN)] باستخدام حمض Ortho و Meta و P-methylbenzoic كأول يجند وأورثو الفينولاين كطريقة ثاني باستخدام طريقة هطول الأمطار. تحت تشعيع ضوء الأشعة فوق البنفسجية 245nm ، يمكن عرض بصمات الأصابع المحتملة على كائنات مثل البلاستيك والعلامات التجارية بوضوح. في عام 2019 ، Sung Jun Park et al. تم تصنيع ybo3: LN3+(LN = EU ، TB) الفسفور من خلال طريقة solvothermal ، مما يؤدي بشكل فعال إلى تحسين الكشف عن بصمات الأصابع المحتملة وتقليل تداخل نمط الخلفية. في عام 2020 ، براباكاران وآخرون. طورت NA الفلورسنت [EU (5،50 DMBP) (Phen) 3] · CL3/D-Dextrose مركب ، باستخدام EUCL3 · 6H20 كسلائف. تم تصنيع Na [EU (5،5 '- DMBP) (Phen) 3] Cl3 باستخدام Phen و 5،5 ′- DMBP من خلال طريقة مذيب ساخن ، ثم تم استخدام Na [Eu (5،5'- DMBP) (Phen) 3] Cl3 و D-dextrose كسلسلة لتشكيل NA [EU (5،50 DMB) (Phen) 3. 3/D-Dextrose Complex. من خلال التجارب ، يمكن للمركب عرض بصمات الأصابع بوضوح على كائنات مثل أغطية الزجاجة البلاستيكية والنظارات والعملة الجنوبية الأفريقية تحت الإثارة من ضوء الشمس 365nm أو ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، مع تباين أعلى وأداء مضان أكثر استقرارًا. في عام 2021 ، دان تشانغ وآخرون. تم تصميمه بنجاح وتصنيعه في EU3+EU6 (PPA) المعقدة EU6 (PPA) 18CTP مع ستة مواقع ملزمة ، والتي لها استقرار حراري مضان ممتاز (<50 ℃) ويمكن استخدامه لعرض بصمات الأصابع. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التجارب لتحديد أنواع الضيوف المناسبة. في عام 2022 ، L Brini et al. مسحوق الفلورسنت من خلال طراز الفلورسنت بنجاح: y2sn2o7 من خلال طريقة ترسيب هطول الأمطار ومواصلة طحن ، والتي يمكن أن تكشف بصمات أصابع محتملة على كائنات خشبية وغير منفذة. في نفس العام ، قامت مجموعة أبحاث وانغ بتوليف NAYF4: yb باستخدام طريقة التوليف الحراري للمذيبات ، الإثارة فوق البنفسجية والفلور الأخضر الساطع تحت الإثارة القريبة من الأشعة تحت الحمراء 980nm ، مما يحقق عرضًا مزدوجًا للبصمات المحتملة على الضيف. تظهر عرض البصمات المحتملة على كائنات مثل البلاط السيراميك والألواح البلاستيكية وسبائك الألومنيوم و RMB وورقة الرأسية الملونة حساسية عالية ، انتقائية ، تباين ، ومقاومة قوية لتداخل الخلفية.

4 التوقعات

في السنوات الأخيرة ، البحث عننادر الأرض الأوروبيوماجتذبت المجمعات الكثير من الاهتمام ، وذلك بفضل خصائصها البصرية والمغناطيسية الممتازة مثل كثافة التلألؤ العالية ، ونقاء الألوان العالية ، وعمر التألق الطويل ، وامتصاص الطاقة الكبير وفجوات الانبعاثات ، وقمم الامتصاص الضيقة. مع تعميق الأبحاث حول المواد الأرضية النادرة ، فإن تطبيقاتها في مختلف المجالات مثل الإضاءة والعرض ، والعلوم البيولوجية ، والزراعة ، وصناعة المعلومات العسكرية ، ونقل المعلومات البصرية ، ومكافحة التزحلق على التألق ، والكشف عن مضان ، وما إلى ذلك ، أصبحت على نطاق واسع. الخصائص البصرية ليوروبيومالمجمعات ممتازة ، وحقول التطبيق الخاصة بها تتوسع تدريجيا. ومع ذلك ، فإن افتقارها إلى الاستقرار الحراري والخصائص الميكانيكية وقابلية المعالجة سيحد من تطبيقاتها العملية. من منظور البحث الحالي ، أبحاث تطبيق الخصائص البصرية لـيوروبيوميجب أن تركز المجمعات في مجال علوم الطب الشرعي بشكل أساسي على تحسين الخصائص البصريةيوروبيومالمجمعات وحل مشاكل جزيئات الفلورسنت التي تكون عرضة للتجميع في البيئات الرطبة ، والحفاظ على الاستقرار وفعالية التلألؤيوروبيومالمجمعات في المحاليل المائية. في الوقت الحاضر ، قدم تقدم المجتمع والعلوم والتكنولوجيا متطلبات أعلى لإعداد مواد جديدة. أثناء تلبية احتياجات التطبيق ، يجب أن يمتثل أيضًا لخصائص التصميم المتنوع والتكلفة المنخفضة. لذلك ، مزيد من البحث حوليوروبيومالمجمعات ذات أهمية كبيرة لتطوير موارد الأرض النادرة الغنية في الصين وتطوير العلوم الجنائية والتكنولوجيا.