Казанские химики создали материалы для люминесцентной бесконтактной термометрии
Ученые Казанского федерального университета (КФУ) совместно с коллегами из России и Германии предложили решение проблемы бесконтактного измерения температуры в криогенных и нормальных условиях, разработав материалы для люминесцентной термометрии. Они могут использоваться для измерения температуры в быту, на производстве, а также в химических реакторах.
Основой для решения стали наработанные казанскими химиками данные об устойчивых комплексах иттербия(III) с ароматическими N-донорами. В результате исследования были созданы шесть новых соединений на основе редкоземельных металлов, которые меняют спектр и цвет своего излучения при изменении температуры. Температурно–зависимые люминесцентные свойства новых соединений легли в основу создания термометра нового типа.
«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», — рассказал один из участников исследования, доцент кафедры неорганической химии Химического института им. А.М. Бутлерова КФУ Валерий Штырлин.
Ученый отметил, что полученные материалы обладают высокой термической стабильностью (до +400 °C), превосходя аналогичные показатели у существующих термометров на основе металлорганических каркасов и полимерных композитов. Это открытие позволяет использовать новые материалы в широком диапазоне температур с высокой относительной термической чувствительностью.
«Подбор условий, целенаправленный синтез, очистка, термический анализ и структурный анализ на предмет соответствия материнской структуре были выполнены представителями Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ и Школы естественных наук Тюменского государственного университета, а дальнейшее изучение оптических свойств полученных материалов проведено в Гиссенском университете имени Юстуса Либиха в Германии. Исследования позволили впервые описать трансфер энергии с иона диспрозия(III) на ион европия(III) в твердотельном координационном соединении и определить важнейшие их параметры для создания люминесцентных термометров», — сообщил ученый.
Далее участники проекта планируют провести циклические измерения в различных средах для проверки полученных материалов на пригодность в модельных и реальных системах. В планах ученых — разработка на основе полученных соединений различных сенсоров, тест-систем и приборов для измерения температуры в быту, на производстве и в реакторах разных типов.