Tên nhiệm vụ

Mã số

Chủ nhiệm

Thời gian

Địa điểm

Nghiên cứu phát triển mực in bảo mật trên nền vật liệu nano phát quang của NaYF4 và ion đất hiếm

VL2022-18-05

PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân

05/4/2024

Trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM

Số 227 Nguyễn Văn Cừ, Phường 4, Quận 5.

Tóm tắt:

          Vật liệu phát quang chuyển đổi ngược (upconversion, UC) hoạt động theo cơ chế khi có ánh sáng vùng hồng ngoại gần (NIR) kích thích vật liệu sẽ phát ra ánh sáng trong vùng khả kiến nhờ quá trình hấp thụ hai hoặc nhiều photon kích thích. Vật liệu này có nhiều ưu điểm như thân thiện môi trường, thời gian sống huỳnh quang dài, vùng phát quang hẹp và có thể phát ra ánh sáng với nhiều màu khác nhau. Nhờ vậy, cho đến nay các vật liệu phát quang chuyển đổi ngược cho thấy tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: xét nghiệm miễn dịch, cảm biến truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (FRET), màn hình hiển thị và lĩnh vực chống hàng giả.

         Vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược (UCNPs) thường được tạo thành từ các ion đất hiếm (Ln) pha tạp trong các vật liệu nền khác nhau, trong đó phổ biến nhất là vật liệu nền florua do chúng có năng lượng phonon cut-off thấp (~360 cm^-1) nhờ đó sẽ giảm được các quá trình tái hợp không bức xạ. Kết quả cho cường độ phát quang đặc trưng rất mạnh. Vật liệu nền florua pha tạp đất hiếm phổ biến nhất là NaYF₄.

         Trong nghiên cứu này, UCNPs NaYF₄ pha tạp ion đất hiếm Er³⁺, Eu³⁺, Yb³⁺, Tm³⁺ được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt (solvothermal). Ảnh hưởng của các thông số chế tạo như nồng độ đất hiếm, nhiệt độ và thời gian phản ứng,…lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu được nghiên cứu bằng các phương pháp phân tích hiện đại, có độ tin cậy cao như XPS, XRD, SEM, PLE, PL,…Ngoài ra, để mở rộng phạm vi ứng dụng của vật liệu, bề mặt của các hạt UCNPs được biến tính bằng polymer hoặc silica nhằm tăng khả năng phân tán của chúng trong dung môi và gắn kết với các đối tượng sinh học. Chúng tôi cũng đã thử nghiệm chế tạo mực in từ vật liệu UCNPs này kết hợp với một số phụ gia và thực hiện kỹ thuật in lụa trên giấy và polymer. Các biểu tượng in hiển thị màu xanh lá, xanh dương, màu đỏ,… dưới ánh sáng kích thích 980 nm.