Сотрудники ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Новосибирского государственного университета при участии коллег из Института неорганической химии  им. А.В. Николаева СО РАН оптимизировали методику получения красных нанолюминофоров — люминесцентного материала для различных источников света и биовизуализации. Они применили направленный дизайн и выяснили, что добавка 30 % кислорода в процесс синтеза позволяет повысить квантовый выход, отвечающий за яркость, практически до 70 %.

Новость на сайте РАН, 01.02.2024

Коллоидные растворы наночастиц оксида иттрия с европием и без него под ультрафиолетом

Коллоидные растворы наночастиц оксида иттрия с европием и без него под ультрафиолетом
 

Нанолюминофор — наноматериал, преобразующий поглощаемую энергию в световое излучение в какой-либо области видимого спектра. Для источников тёплого белого света востребованы красные люминофоры, синтезом которых занимаются учёные Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Одна из ключевых характеристик этого вещества — квантовый выход. Он отображает отношение количества испускаемых фотонов к количеству поглощенных фотонов и отвечает за яркость. Исследователи применили контролируемый дизайн и рассчитали оптимальное количество кислорода для процесса получения соединения — доля в 30 % позволила повысить квантовый выход до рекордных на сегодня 69 %. Результаты опубликованы в Journal of Rare Earths.

Для синтеза нанолюминофора используют микропорошки оксида иттрия с добавленными в него ионами европия — делают мишень, а затем испаряют материал в газовой среде аргона под воздействием лазера. В кристаллической структуре исходного соединения есть дефекты — кислородные вакансии. Из-за них увеличивается затрачиваемая на люминесценцию энергия. Кроме того, они излучают синий, а не красный свет.

Решить проблему дефектов помогла добавка в газовую среду кислорода. Уч`ные определили, что оптимальная доля — 30 %, но даже небольшая добавка кислорода позволяет улучшить стехиометрический состав наноматериала.

«У оксидных люминофоров есть глобальная проблема, которая существенно препятствует их широкому применению. Это нарушение определённого соотношения элементов, или стехиометрии, в кристаллической решётке. Их структура не такая идеальная, как описано в учебниках. В оксиде иттрия на два атома иттрия номинально приходится три атома кислорода, но в реальности кислород в некоторых местах отсутствует. Эти вакансии поглощают энергию и излучают не в красной, а синей области. Из-за этого снижается эффективность люминесценции и меняется цвет излучения. Зная это, мы использовали оптимальное соотношение кислорода в 30 %, приблизили стехиометрический состав к номинальному и повысили квантовый выход почти до 70 %», — рассказывает автор исследования, младший научный сотрудник отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН Александр Нашивочников

Источник: ИК СО РАН.

 

Об исследованиях сотрудников Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН – разработке хлопчатобумажной ткани для защиты поверхностей от патогенных микроорганизмов – в репортаже  ГТРК Калуга, программа Утро России. 

Россия 1. Калуга, 15.01.2024

 
 

"Для борьбы с вирусами и бактериями новосибирские ученые создали необычную ткань, она способна за считанные минуты убивать опасные организмы" – о своих разработках рассказали учёные Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН. 

ГТРК Вести Новосибирск, 14.12.2023

В сезон вирусов материал особо актуален. Маски и перчатки из него снижают вероятность заболеть. Ученые наделили привычный материал суперсилой. Хлопок пропитали раствором соединения молибдена, йода и еще нескольких органических веществ. Полный состав ученые держат в секрете.  

«Мы загружаем вещества в ампулу, запаиваем, и в нем образуется кластерный комплекс. Соединения показали себя как отличный фотоактивный компонент», ─ пояснила младший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Екатерина Пронина. 

Ткань, способную защитить от бактерий и вирусов, протестировали. В считанные минуты она расправилась со стафилококком, кишечной палочкой, сальмонеллами, не оставила шансов вирусам гриппа и коронавируса. Для человека хлопковая защита с пропиткой абсолютно безопасна. Важная деталь: убивать вирусы и бактерии состав начинает под воздействием света солнца или лампы. 

«Синглетный кислород способен взаимодействовать практически со всеми молекулами и, если попадает на ткань с бактериями, вирусами или грибками, он окисляет поверхность и убивает их», ─ рассказывает заведующий лабораторией Института неорганической химии СО РАН Михаил Шестопалов. 

Шить из суперткани можно все, что угодно: брюки, футболки, халаты, маски, перчатки. Особого ухода она не требует, свои уникальные свойства не теряет даже при многократной стирке. Главное, чтобы температура была не выше 30 градусов. Сохранит ли противовирусный хлопок суперсилу после покраски, выясняют, а вот цена уже известна: если и дороже обычного, то ненамного. 

Автор: Анастасия Путинцева

Исследование выполнено сотрудниками Института неорганической химии СО РАН при помощи научной установки "Станция EXAFS-спектроскопии" в Сибирском центре синхротронного и терагерцевого излучения на базе Института ядерной физики СО РАН. Технология позволит удешевить этот процесс и перспективна для использования в энергетике и химической промышленности.

НОВОСИБИРСК, 30 июня. /ТАСС/. Российские ученые создали эффективные сорбенты для выделения углеводородов - метана и этана из многокомпонентных смесей. Технология адсорбционного разделения перспективна для использования в энергетике и химической промышленности, сообщили ТАСС в пятницу в пресс-службе ФИЦ "Институт катализа СО РАН".

"Исследователи Института неорганической химии СО РАН создали мезопористые металл-органические координационные полимеры - уникальные соединения для выделения легких алканов (метана и этана) из сложных многокомпонентных смесей. Эти углеводороды широко используют в энергетике и химической промышленности", - говорится в сообщении.

Традиционно легкие алканы (метан, этан, пропан, бутан и др.), необходимые в энергетике и химической промышленности, и природный газ разделяют с помощью криогенных установок при экстремально низких температурах, однако значительные энергозатраты приводят к снижению рентабельности процесса. Ученые из ИНХ СО РАН предложили использовать другой метод, основанный на технологии разделения газов с помощью адсорбции.

Ученые показали, что разработанные ими сорбенты NIIC-20 демонстрируют высокие значения сорбционной емкости метана, этана, пропана, а также одни из лучших значений селективности. Процесс разделения не требует охлаждения и имеет рекордно высокую производительность.

О модернизации установки

Работы выполнены в рамках проекта по модернизации и проведению исследований на уникальной научной установке (УНУ) "Станция EXAFS-спектроскопии", который реализует Институт катализа СО РАН при поддержке государственной программы "Научно-технологическое развитие Российской Федерации". Установка позволяет исследовать атомную структуру и химический состав различных образцов в жидком и твердом состояниях.

Модернизация позволит проводить эксперименты, для которых в России пока нет приборной базы. Отработанные методики и установки будут перенесены на Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ).

Модернизация станции повысит ее производительность и позволит решать задачи в области разработки каталитических систем нового поколения, исследования функциональных материалов, а также фундаментальной медицины.

Пресс-служба ФИЦ "Институт катализа СО РАН"

Новость в других источниках:

национальныепроекты.рф, 12.07.2023 В Новосибирске предложили новый способ разделения ценных углеводородов

ПРАЙМ, агенство экономической информации, 30.06.2023 В Сибири придумали новый способ получения важнейших углеводородов