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Materiales Fluorescentes con Múltiples Aplicaciones Fotónicas · potenciales aplicaciones...

Date post: 13-Mar-2020
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K. Binnemans (2009). Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials. Chemistry Review, 109(9), 4283-4374. Retrieved February 25, 2016, from https://lirias.kuleuven.be/ bitstream/123456789/246678/1/217H Garcia, I. T., Ribeiro, P. V., Corrêa, D. S., Cunha, I. M., Carreño, N. L., Moreira, E. C., & Rodembusch, F. S. (2011). Photoactive thin films of polycaprolactamdoped with europium (III) complex using phenylalanine as ligand. Applied Surface Science, 258(4), 1437-1442. Retrieved February 25, 2016, from http://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0169433211015030 H. J., & J. D. (2006). Fluorescence enhancement of europium complex co-doped with terbium complex in a poly(methyl methacrylate) matrix. Elsevier. Retrieved February 25, 2016, from http://www.combinatorial.ustc.edu.cn/Papers/2006- 5 / JNonCrystalSolid-HFJiu-Combi.pdf Regalado Pérez, E., (2016). Sintesis y Caracterizacion de Convertidores Espectrales Basados en Iones Lantánidos para Aplicaciones Fotovoltaicas . Tesis de Maestría, Posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, IIM-UNAM. Materiales Fluorescentes con Múltiples Aplicaciones Fotónicas Earathu Alka Xavier, Lira Chávez Jacqueline Asesor: Eulises Regalado Pérez (IER-UNAM) Colegio Marymount Cuernavaca Fisico-Matematico Referencias Al incorporar el Eu(TTA) 3 Phen en una matriz polimérica pueden mejorar las propiedades luminiscentes del ion europio. Hipótesis Una mejora en la intensidad y estabilidad de la emisión del los iones luminiscentes se logra cuando se encapsulan en una matriz polimérica como EVA o PVB. Estos materiales muestran así potenciales aplicaciones fotónicas, entre otras: como convertidor de fotones en las celdas solares, en la fabricación de LEDS, tintes de seguridad, en la obtención de imágenes biomédicas, diseño de arquitecturas láser, y como sensores de radiación UV. Conclusiones La fotoluminiscencia es la emisión de luz desde una substancia como resultado de la absorción de radiación electromagnética. Los iones lantánidos trivalentes son conocidos por sus interesantes propiedades fotoluminiscentes, pero su rendimiento se ve afectado por el medio en el que se encuentran. Esto se puede superar usando el efecto antena, en el cual hay otros compuestos orgánicos ligados al ion lantánido. El Eu(TTA) 3 Phen es un complejo que consiste de iones Eu 3+ , rodeados por ligandos tenoiltrifluoroacetona (TTA) y 1,10- fenantrolina (Phen). El ligando β-dicetonato (TTA) tiene una alta absorción en la región UV y puede transferir energía eficientemente al ion Eu 3+ , mientras que el ligando Phen permite incrementar la estabilidad térmica y la fotoluminiscencia del lantánido. Además, una matriz polimérica con iones Eu 3+ inmersos puede contribuir a estabilizar las propiedades luminiscentes del ión. Antecedentes Luz UV Estado de bajo energía Nivel excitado Luminiscencia a c b Fig. 1. Procesos de Luminiscencia: a- excitación de electrón por luz UV, b- relajación de electrón a un nivel intermediario o a la banda de conducción, c- regreso del electrón a nivel de baja energía produciendo luminiscencia. Fig.2. Lantánidos luminiscentes en solución. Arreglo Experimental Fig. 3. Fabricación de polímeros luminiscentes con iones de Eu3+. Fig. 4. Sistema de medición de fotoluminiscencia. Fabricar el complejo Eu(TTA) 3 Phen y capas de polímeros con el complejo de europio inmerso. Analizar las emisiones luminiscentes del complejo puro y en las diferentes matrices poliméricas (EVA, PVB). Objetivos Complejo obtenido Foto del Sistema PL a) b) c) d) Bajo luz UV 366 nm Fig. 5. Complejo de europio puro y complejo inmerso en una matriz polimérica. Fig. 6. Espectros de emisión del complejo de europio y de la película de EVA conteniendo el complejo. Fig. 7. Película polimérica sin europio (izquierda) y con europio (derecha), iluminadas con luz UV Resultados Disolver 6 mmol de 2- tenoiltrifluoroacetona (TTA) y 2mmol de 1,10- fenantrolina (phen) en 20 ml de Etanol Agregar a la solución anterior 6mmol de NaOH para neutralizar PH [SOLUCIÓN 1] Disolver 2mmol de EuCl 3 .6H 2 O en 10ml de agua destilada [SOLUCIÓN 2] Mezclar SOLUCIÓN 1 y SOLUCIÓN 2 Agitar la mezcla a 60°C en parrilla Secar el precipitado por 12 h a 80 °C en horno al vacío Metodología Experimental Se hicieron dos polímeros con el complejo los cuales se depositaron sobre vidrio. Este trabajo de investigación fue realizado en el laboratorio de celdas solares del IER-UNAM Agradecimientos
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Page 1: Materiales Fluorescentes con Múltiples Aplicaciones Fotónicas · potenciales aplicaciones fotónicas, entre otras: como convertidor de fotones en las celdas solares, en la fabricación

K. Binnemans (2009). Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials. Chemistry Review, 109(9), 4283-4374. Retrieved February 25, 2016, from https://lirias.kuleuven.be/ bitstream/123456789/246678/1/217HGarcia, I. T., Ribeiro, P. V., Corrêa, D. S., Cunha, I. M., Carreño, N. L., Moreira, E. C., & Rodembusch, F. S. (2011). Photoactive thin films of polycaprolactam doped with europium (III) complex using phenylalanine as ligand. Applied Surface Science, 258(4), 1437-1442. Retrieved February 25, 2016, from http://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0169433211015030H. J., & J. D. (2006). Fluorescence enhancement of europium complex co-doped with terbium complex in a poly(methyl methacrylate) matrix. Elsevier. Retrieved February 25, 2016, from http://www.combinatorial.ustc.edu.cn/Papers/2006- 5 / JNonCrystalSolid-HFJiu-Combi.pdfRegalado Pérez, E., (2016). Sintesis y Caracterizacion de Convertidores Espectrales Basados en Iones Lantánidos para Aplicaciones Fotovoltaicas. Tesis de Maestría, Posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, IIM-UNAM.

Materiales Fluorescentes con Múltiples Aplicaciones Fotónicas

Earathu Alka Xavier, Lira Chávez JacquelineAsesor: Eulises Regalado Pérez (IER-UNAM)

Colegio Marymount CuernavacaFisico-Matematico

Referencias

Al incorporar el Eu(TTA)3Phen en una matriz polimérica pueden mejorar las propiedades luminiscentes del ion europio.

Hipótesis

Una mejora en la intensidad y estabilidad de la emisión del losiones luminiscentes se logra cuando se encapsulan en una matrizpolimérica como EVA o PVB. Estos materiales muestran asípotenciales aplicaciones fotónicas, entre otras: como convertidorde fotones en las celdas solares, en la fabricación de LEDS, tintesde seguridad, en la obtención de imágenes biomédicas, diseño dearquitecturas láser, y como sensores de radiación UV.

Conclusiones

La fotoluminiscencia es la emisión de luz desde una substancia como resultado de la absorción de radiación electromagnética.Los iones lantánidos trivalentes son conocidos por sus interesantes propiedades fotoluminiscentes, pero su rendimiento se ve afectado por el medio en el que se encuentran.Esto se puede superar usando el efecto antena, en el cual hay otros compuestos orgánicos ligados al ion lantánido.El Eu(TTA)3Phen es un complejo que consiste de iones Eu3+, rodeados por ligandos tenoiltrifluoroacetona (TTA) y 1,10-fenantrolina (Phen).El ligando β-dicetonato (TTA) tiene una alta absorción en la región UV y puede transferir energía eficientemente al ion Eu3+, mientras que el ligando Phen permite incrementar la estabilidad térmica y la fotoluminiscencia del lantánido.Además, una matriz polimérica con iones Eu3+ inmersos puede contribuir a estabilizar las propiedades luminiscentes del ión.

Antecedentes

Luz UV

Estado de bajo energía

Nivel excitado

Luminiscencia

a

c

b

Fig. 1. Procesos de Luminiscencia: a- excitación de electrón por luz UV, b- relajación de electrón a un nivel intermediario o a la banda de conducción, c- regreso del electrón a nivel de baja energía produciendo luminiscencia.

Fig.2. Lantánidos luminiscentes en solución.

Arreglo Experimental

Fig. 3. Fabricación de polímeros luminiscentes con iones de Eu3+.

Fig. 4. Sistema de mediciónde fotoluminiscencia.

• Fabricar el complejo Eu(TTA)3Phen y capas de polímeros con el complejo de europio inmerso.• Analizar las emisiones luminiscentes del complejo puro y en las diferentes matrices poliméricas (EVA, PVB).

Objetivos

Complejoobtenido

Foto delSistema PL

a) b)

c) d)

Bajo luzUV

366 nm

Fig. 5. Complejo de europio puro y complejo inmerso en una matriz polimérica.

Fig. 6. Espectros de emisión delcomplejo de europio y de lapelícula de EVA conteniendo elcomplejo.

Fig. 7. Película polimérica sin europio (izquierda) y con europio (derecha), iluminadas con luz UV

Resultados

Disolver 6 mmol de 2-tenoiltrifluoroacetona (TTA) y 2mmol de 1,10-fenantrolina (phen) en 20 ml de Etanol

Agregar a la solución anterior 6mmol de NaOH para neutralizar PH[SOLUCIÓN 1]

Disolver 2mmol de EuCl3.6H2O en 10ml de agua destilada[SOLUCIÓN 2]

MezclarSOLUCIÓN 1

ySOLUCIÓN 2

Agitar la mezcla a 60°C en parrilla

Secar el precipitado por 12 h a 80 °C en horno al vacío

Metodología Experimental

Se hicieron dos polímeros con el complejo los cuales se depositaron sobre vidrio.

Este trabajo de investigación fue realizado en el laboratorio de celdas solares del IER-UNAM

Agradecimientos

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