Задача исследования нашей группы заключается в синтезе новых координационных соединений, преимущественно лантанидов, изучении их люминесцентных свойств и получении материалов на основе. К основным направлениям исследования относятся нанесение тонких пленок ароматических карбоксилатов РЗЭ, получение материалов с высокой температурной чувствительностью люминесценции, изучение люминесцентных свойств биметаллических комплексов лантанидов, поиск новых соединений, излучающих в ИК диапазоне, а также получение наночастиц, модифицированных люминесцентными материалами.
Нанесение тонких пленок ароматических карбоксилатов РЗЭ
Ароматические карбоксилаты лантанидов интересны как материалы, обладающие как отличными люминесцентными характеристиками, так и высокой УФ стабильностью. В то же время для ряда применений необходимо нанесение этих материалов в виде тонких пленок, что является практически невозможным из-за низкой растворимости и низкой летучести этих соединений. Для решения этой проблемы в нашей группе разработаны два новых химических метода нанесения.
Первый метод основан на обменной реакции между летучими бета-дикетонатами лантанидов Ln(dik)3 и ароматическими карбоновыми кислотами HCarb в газовой фазе:
Ln(dik)3↑ + 3HCarb↑ → Ln(Carb)3↓ + 3Hdik↑
Второй метод заключается в нанесении тонкой пленки растворимого разнолигандного комплекса Ln(Carb)3(Q)n с последующим термическим разложением в пленке:
Ln(Carb)3(Q)n → Ln(Carb)3 + nQ↑
Оптимизация условий нанесения пленок различных соединений ведется с целью получения гладких пленок ароматических карбоксилатов европия и тербия для их тестирования в структуре OLED (органического светодиода).
Методы защищены российскими и международными патентами.
Поиск новых соединений, излучающих в ИК диапазоне
Материалы, которые могут излучать в ближнем и среднем ИК диапазоне, находят применение в биовизуализации, телекоммуникации и т.д. В нашей группе поиск таких соединений ведется среди КС лантанидов с лигандами разных классов, среди которых разнолигандные бета-дикетонаты, однородно- и разнолигандные галоген-замещенные ароматические карбоксилаты и комплексы с N,N-донорными основаниями Шиффа.
Получение материалов с высокой температурной чувствительностью люминесценции
В настоящее время все больший интерес вызывают соединения, люминесцентные характеристики которых заметно меняется при изменении температуры, что открывает перспективу использования их в качестве температурных сенсоров, например, в качестве люминесцентных меток для маркировки ценных бумаг, т.е., создания дополнительной степени защиты. В качестве таких материалов мы предложили использовать разнолигандные комплексы тербия с фенантролином Tb(L) 3(Phen), в которых анионный лиганд L обеспечивает интенсивную ионную люминесценцию тербия при пониженной температуре, а при комнатной температуре происходит гашение люминесценции за счет передачи энергии на триплетный уровень Phen с последующей безызлучательной колебательной релаксацией.
К настоящему времени уже достигнуто соотношение интенсивностей люминесценции при пониженной и комнатной температуре, равное 1000 (для дипивалоилметаната тербия с фенантролином Tb(dpm)3(Phen)).
Использование таких соединений в смеси с материалами, которые излучают в другой области спектра и интенсивность люминесценции которых не зависит от температуры, может быть использована для создания материалов, длина волны люминесценции изменяется от температуры.
Материалы защищены российским патентом.
Изучение люминесцентных свойств биметаллических комплексов лантанидов
Долгое время все усилия были направлены на выявление закономерностей процессов переноса энергии, происходящих при люминесценции КС, содержащих один ион РЗЭ и органические лиганды. Несомненные успехи, достигнутые в этой области, позволяют сделать следующий шаг – перейти к изучению взаимного влияния различных ионов лантанидов, которое проявляется в люминесцентных свойствах биметаллических КС.
Было показано, что в ряде неорганических систем целенаправленное введение второго металла приводит к увеличению интенсивности люминесценции. Биметаллические координационные соединения с органическими лигандами дополняют исследования в этой области и станут ключом к решению таких актуальных задач в области люминесценции как повышение квантового выхода люминесценции, проявления принципиально новых для КС РЗЭ эффектов, таких как ап-конверсия.
Получение наночастиц, модифицированных люминесцентными материалами
Наночастицы, поверхность которых модифицирована люминесцирующими материалами, могут быть использованы для оптической биовизуализации. При этом важно, чтобы и люминофор, и наночастицы были биосовместимы, а распределение наночастицы по размеру было однородным. В качестве люминофоров мы используем координационне соединения лантанидов, излучающие как в видимом, так и в ИК диапазоне, а в качестве наночастиц – фториды РЗЭ а также наночастицы манганита лантана-серебра.
В последнем случае эти соединения будут перспективными компонентами гибридных тераностических агентов с контролируемой температурой Кюри и лечебным гипертермическим эффектом.
Подробнее см. http://www.inorg.chem.msu.ru/lcc/index.php/glavnaya