Papilarni vzorci na človeških prstih ostanejo v bistvu nespremenjeni v svoji topološki strukturi od rojstva, imajo različne značilnosti od osebe do osebe, prav tako papilarni vzorci na vsakem prstu iste osebe so različni. Vzorec papil na prstih je nabraden in razporejen s številnimi znojnimi porami. Človeško telo nenehno izloča snovi na osnovi vode, kot je znoj, in oljne snovi, kot je olje. Te snovi se bodo ob stiku prenesle in odložile na predmetu ter na predmetu naredile odtise. Prav zaradi edinstvenih značilnosti odtisov rok, kot so njihova individualna specifičnost, vseživljenjska stabilnost in odsevna narava sledi dotika, so prstni odtisi postali priznan simbol kazenskega preiskovanja in prepoznavanja osebne identitete od prve uporabe prstnih odtisov za osebno identifikacijo. v poznem 19. stoletju.
Na kraju zločina je, razen tridimenzionalnih in ploščatih barvnih prstnih odtisov, najvišja stopnja pojavljanja potencialnih prstnih odtisov. Potencialni prstni odtisi običajno zahtevajo vizualno obdelavo s fizikalnimi ali kemičnimi reakcijami. Skupne potencialne metode razvijanja prstnih odtisov vključujejo predvsem optično razvijanje, razvijanje prahu in kemično razvijanje. Med njimi je razvoj prahu naklonjen množičnim enotam zaradi preprostega delovanja in nizkih stroškov. Vendar pa omejitve tradicionalnega prikaza prstnih odtisov na osnovi prahu ne izpolnjujejo več potreb kriminalističnih tehnikov, kot so kompleksne in raznolike barve in materiali predmeta na kraju zločina ter slab kontrast med prstnim odtisom in barvo ozadja; Velikost, oblika, viskoznost, razmerje sestave in zmogljivost delcev prahu vplivajo na občutljivost videza prahu; Selektivnost tradicionalnih praškov je slaba, zlasti povečana adsorpcija mokrih predmetov na prahu, kar močno zmanjša selektivnost razvoja tradicionalnih praškov. V zadnjih letih kriminalistično in tehnološko osebje nenehno raziskuje nove materiale in metode sinteze, med katerimi soredke zemljeluminiscenčni materiali so pritegnili pozornost kriminalističnega in tehnološkega osebja zaradi svojih edinstvenih luminiscenčnih lastnosti, visokega kontrasta, visoke občutljivosti, visoke selektivnosti in nizke toksičnosti pri uporabi zaslona prstnih odtisov. Postopoma zapolnjene 4f orbitale elementov redkih zemelj jim dajejo zelo bogate energijske ravni, elektronske orbitale plasti 5s in 5P elementov redkih zemelj pa so popolnoma zapolnjene. Elektroni plasti 4f so zaščiteni, kar daje elektronom plasti 4f edinstven način gibanja. Zato redkozemeljski elementi izkazujejo odlično fotostabilnost in kemično stabilnost brez fotobeljenja, s čimer presegajo omejitve običajno uporabljenih organskih barvil. poleg tegaredke zemljeelementi imajo tudi boljše električne in magnetne lastnosti v primerjavi z drugimi elementi. Edinstvene optične lastnostiredke zemljeionov, kot so dolga življenjska doba fluorescence, številni ozki absorpcijski in emisijski pasovi ter velike vrzeli pri absorpciji in emisiji energije, so pritegnili široko pozornost v povezanih raziskavah prikaza prstnih odtisov.
Med številnimiredke zemljeelementi,evropijje najpogosteje uporabljen luminiscentni material. Demarcay, odkriteljevropijleta 1900 prvi opisal ostre črte v absorpcijskem spektru raztopine Eu3+in. Leta 1909 je Urban opisal katodoluminiscencoGd2O3: Eu3+. Leta 1920 je Prandtl prvič objavil absorpcijske spektre Eu3+, ki so potrdili De Marejeva opažanja. Absorpcijski spekter Eu3+ je prikazan na sliki 1. Eu3+ se običajno nahaja na orbitali C2, da olajša prehod elektronov iz nivoja 5D0 na nivo 7F2 in tako sprošča rdečo fluorescenco. Eu3+ lahko doseže prehod iz osnovnega stanja elektronov na najnižjo energijsko raven vzbujenega stanja v območju valovnih dolžin vidne svetlobe. Pod vzbujanjem ultravijolične svetlobe Eu3+ kaže močno rdečo fotoluminiscenco. Ta vrsta fotoluminiscence ni uporabna samo za ione Eu3+, dopirane v kristalne substrate ali stekla, ampak tudi za komplekse, sintetizirane zevropijin organski ligandi. Ti ligandi lahko služijo kot antene za absorbiranje vzbujevalne luminiscence in prenos vzbujalne energije na višje energijske nivoje ionov Eu3+. Najpomembnejša uporabaevropijje rdeči fluorescentni prahY2O3: Eu3+(YOX) je pomembna sestavina fluorescenčnih sijalk. Vzbujanje Eu3+ z rdečo svetlobo je mogoče doseči ne samo z ultravijolično svetlobo, ampak tudi z elektronskim žarkom (katodoluminiscenca), rentgenskim γ sevanjem α ali β delcev, elektroluminiscenco, torno ali mehansko luminiscenco in kemiluminiscenco. Zaradi svojih bogatih luminiscenčnih lastnosti je široko uporabljena biološka sonda na področju biomedicinskih ali bioloških znanosti. V zadnjih letih je vzbudil tudi raziskovalno zanimanje kriminalističnega in tehnološkega osebja na področju forenzične znanosti, saj je dobra izbira za preboj omejitev tradicionalne metode prahu za prikaz prstnih odtisov in ima pomemben pomen pri izboljšanju kontrasta, občutljivost in selektivnost prikaza prstnih odtisov.
Slika 1 Eu3+Absorpcijski spektrogram
1, Načelo luminiscenceredka zemlja europijkompleksi
Elektronske konfiguracije osnovnega in vzbujenega stanjaevropijiona sta oba tipa 4fn. Zaradi odličnega zaščitnega učinka s in d orbital okolievropijioni na 4f orbitalah, ff prehodi odevropijioni kažejo ostre linearne pasove in relativno dolgo življenjsko dobo fluorescence. Vendar pa se zaradi nizke fotoluminiscenčne učinkovitosti evropijevih ionov v ultravijolični in vidni svetlobi organski ligandi uporabljajo za tvorbo kompleksov zevropijioni za izboljšanje absorpcijskega koeficienta ultravijoličnega in vidnega področja svetlobe. Fluorescenca, ki jo oddajaevropijkompleksov nima le edinstvenih prednosti visoke intenzivnosti fluorescence in visoke čistosti fluorescence, ampak jih je mogoče tudi izboljšati z uporabo visoke absorpcijske učinkovitosti organskih spojin v ultravijolični in vidni svetlobi. Energija vzbujanja, potrebna zaevropijionska fotoluminiscenca je visoka Pomanjkanje nizke učinkovitosti fluorescence. Obstajata dva glavna principa luminiscenceredka zemlja europijkompleksov: ena je fotoluminiscenca, ki zahteva ligand izevropijkompleksi; Drugi vidik je, da lahko učinek antene izboljša občutljivostevropijionska luminiscenca.
Po vzbujanju z zunanjo ultravijolično ali vidno svetlobo se organski ligand vredke zemljekompleksni prehodi iz osnovnega stanja S0 v vzbujeno singletno stanje S1. Elektroni v vzbujenem stanju so nestabilni in se vrnejo v osnovno stanje S0 prek sevanja, pri čemer se sprosti energija, da ligand oddaja fluorescenco, ali občasno skočijo v svoje trojno vzbujeno stanje T1 ali T2 prek nesevalnih sredstev; Trojno vzbujena stanja sproščajo energijo s sevanjem, da proizvedejo fosforescenco liganda ali prenesejo energijo nakovinski evropijioni z brezsevalnim intramolekularnim prenosom energije; Po vzbujanju evropijevi ioni prehajajo iz osnovnega stanja v vzbujeno stanje inevropijioni v vzbujenem stanju preidejo na nizko energijsko raven, na koncu se vrnejo v osnovno stanje, sproščajo energijo in ustvarjajo fluorescenco. Zato z uvedbo ustreznih organskih ligandov za interakcijoredke zemljeionov in senzibilizira osrednje kovinske ione z nesevalnim prenosom energije znotraj molekul, se lahko učinek fluorescence ionov redkih zemelj močno poveča in zahteva po zunanji energiji vzbujanja se lahko zmanjša. Ta pojav je znan kot učinek antene ligandov. Diagram energijskih nivojev prenosa energije v kompleksih Eu3+ je prikazan na sliki 2.
V procesu prenosa energije iz tripletnega vzbujenega stanja v Eu3+ mora biti raven energije v vzbujenem stanju s tripletom liganda višja od ali skladna z energijsko ravnjo vzbujenega stanja Eu3+. Ko pa je nivo tripletne energije liganda veliko večji od najnižje energije vzbujenega stanja Eu3+, bo tudi učinkovitost prenosa energije močno zmanjšana. Ko je razlika med tripletnim stanjem liganda in najnižjim vzbujenim stanjem Eu3+ majhna, bo intenzivnost fluorescence oslabela zaradi vpliva hitrosti toplotne deaktivacije tripletnega stanja liganda. Kompleksi β-diketonov imajo prednosti močnega UV absorpcijskega koeficienta, močne koordinacijske sposobnosti, učinkovitega prenosa energije zredke zemljes, in lahko obstajajo tako v trdni kot v tekoči obliki, zaradi česar so eden najpogosteje uporabljenih ligandov vredke zemljekompleksi.
Slika 2 Diagram energijskih nivojev prenosa energije v kompleksu Eu3+
2. Metoda sintezeEuropij redke zemljeKompleksi
2.1 Visokotemperaturna metoda sinteze v trdnem stanju
Visokotemperaturna trdna metoda je pogosto uporabljena metoda za pripravoredke zemljeluminiscenčnih materialov, pogosto pa se uporablja tudi v industrijski proizvodnji. Metoda visokotemperaturne sinteze v trdnem stanju je reakcija vmesnikov trdnih snovi v pogojih visoke temperature (800–1500 ℃), da se ustvarijo nove spojine z difuzijo ali transportom trdnih atomov ali ionov. Za pripravo se uporablja visokotemperaturna trdnofazna metodaredke zemljekompleksi. Najprej se reaktanti zmešajo v določenem razmerju, malti pa se doda ustrezna količina talila za temeljito mletje, da se zagotovi enakomerno mešanje. Nato se zmleti reaktanti postavijo v visokotemperaturno peč za kalcinacijo. Med postopkom kalcinacije se lahko glede na potrebe eksperimentalnega procesa dodajo oksidacijski, redukcijski ali inertni plini. Po visokotemperaturni kalcinaciji nastane matrika s specifično kristalno strukturo, ki se ji dodajo aktivatorski ioni redkih zemelj, da se oblikuje luminiscenčno središče. Žgani kompleks je treba ohladiti, sprati, posušiti, ponovno zmleti, kalcinirati in presejati pri sobni temperaturi, da dobimo izdelek. Na splošno je potrebnih več postopkov mletja in žganja. Večkratno mletje lahko pospeši hitrost reakcije in naredi reakcijo popolnejšo. To je zato, ker postopek mletja poveča kontaktno površino reaktantov, kar močno izboljša hitrost difuzije in transporta ionov in molekul v reaktantih, s čimer se izboljša učinkovitost reakcije. Vendar bodo različni časi kalcinacije in temperature vplivali na strukturo oblikovane kristalne matrice.
Visokotemperaturna metoda v trdnem stanju ima prednosti enostavnega delovanja postopka, nizkih stroškov in kratke porabe časa, zaradi česar je zrela tehnologija priprave. Vendar pa so glavne pomanjkljivosti visokotemperaturne metode v trdnem stanju: prvič, zahtevana reakcijska temperatura je previsoka, kar zahteva visoko opremo in instrumente, porabi veliko energije in je težko nadzorovati kristalno morfologijo. Morfologija izdelka je neenakomerna in celo povzroči poškodbe kristalnega stanja, kar vpliva na učinkovitost luminiscence. Drugič, nezadostno mletje otežuje enakomerno mešanje reaktantov, kristalni delci pa so relativno veliki. Zaradi ročnega ali mehanskega mletja se nečistoče neizogibno pomešajo, da vplivajo na luminiscenco, kar povzroči nizko čistost izdelka. Tretja težava je neenakomeren nanos premaza in slaba gostota med nanosom. Lai et al. sintetiziral vrsto Sr5 (PO4) 3Cl enofaznih polikromatskih fluorescentnih praškov, dopiranih z Eu3+ in Tb3+ z uporabo tradicionalne visokotemperaturne trdne metode. Pod skoraj ultravijoličnim vzbujanjem lahko fluorescentni prah prilagodi barvo luminescence fosforja iz modrega območja v zeleno območje glede na koncentracijo dopinga, izboljša napake nizkega indeksa barvnega upodabljanja in visoke povezane barvne temperature v belih svetlečih diodah . Velika poraba energije je glavna težava pri sintezi fluorescenčnih praškov na osnovi borofosfata z visokotemperaturno trdno metodo. Trenutno se vse več znanstvenikov zavzema za razvoj in iskanje ustreznih matrik za reševanje problema visoke porabe energije pri visokotemperaturni trdni metodi. Leta 2015 sta Hasegawa et al. je prvič zaključil nizkotemperaturno pripravo faze Li2NaBP2O8 (LNBP) v trdnem stanju z uporabo prostorske skupine P1 trikliničnega sistema. Leta 2020 sta Zhu et al. poročali o nizkotemperaturni poti sinteze v trdnem stanju za nov fosfor Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu), pri čemer raziskujejo nizko porabo energije in nizkocenovno sintezno pot za anorganske fosforje.
2.2 Metoda obarjanja Co
Metoda soprecipitacije je tudi pogosto uporabljena metoda sinteze "mehke kemikalije" za pripravo anorganskih luminiscenčnih materialov redkih zemelj. Metoda soobarjanja vključuje dodajanje obarjalnika reaktantu, ki reagira s kationi v vsakem reaktantu, da nastane oborina, ali hidrolizira reaktant pod določenimi pogoji, da nastanejo oksidi, hidroksidi, netopne soli itd. Ciljni produkt dobimo s filtracijo, pranje, sušenje in drugi postopki. Prednosti metode soobarjanja so preprosto delovanje, kratka poraba časa, nizka poraba energije in visoka čistost produkta. Njegova najpomembnejša prednost je, da lahko njegova majhna velikost delcev neposredno ustvari nanokristale. Pomanjkljivosti metode soobarjanja so: prvič, dobljeni pojav agregacije produkta je resen, kar vpliva na luminiscenčno delovanje fluorescentnega materiala; Drugič, oblika izdelka je nejasna in jo je težko nadzorovati; Tretjič, obstajajo določene zahteve za izbiro surovin, pogoji obarjanja med vsakim reaktantom pa morajo biti čim bolj podobni ali enaki, kar ni primerno za uporabo več komponent sistema. K. Petcharoen et al. sintetiziral sferične nanodelce magnetita z uporabo amonijevega hidroksida kot obarjalca in metode kemičnega soobarjanja. Ocetna kislina in oleinska kislina sta bili uvedeni kot premazni sredstvi med začetno stopnjo kristalizacije, velikost nanodelcev magnetita pa je bila nadzorovana v območju 1-40 nm s spreminjanjem temperature. Dobro razpršene nanodelce magnetita v vodni raztopini smo pridobili s površinsko modifikacijo, s čimer smo izboljšali pojav aglomeracije delcev pri metodi soobarjanja. Kee et al. primerjali učinke hidrotermalne metode in metode soobarjanja na obliko, strukturo in velikost delcev Eu-CSH. Poudarili so, da hidrotermalna metoda ustvarja nanodelce, medtem ko metoda koobarjanja ustvarja submikronske prizmatične delce. V primerjavi z metodo soobarjanja ima hidrotermalna metoda višjo kristaliničnost in boljšo intenzivnost fotoluminiscence pri pripravi prahu Eu-CSH. JK Han et al. razvili novo metodo soprecipitacije z uporabo nevodnega topila N, N-dimetilformamida (DMF) za pripravo (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosforjev z ozko porazdelitvijo velikosti in visoko kvantno učinkovitostjo v bližini sferičnih nano ali submikronskih delcev. DMF lahko zmanjša reakcije polimerizacije in upočasni hitrost reakcije med procesom obarjanja, kar pomaga preprečiti agregacijo delcev.
2.3 Metoda hidrotermalne/topilne termične sinteze
Hidrotermalna metoda se je začela sredi 19. stoletja, ko so geologi simulirali naravno mineralizacijo. V začetku 20. stoletja je teorija postopoma dozorela in je trenutno ena najbolj obetavnih metod raztopinske kemije. Hidrotermalna metoda je postopek, pri katerem se vodna para ali vodna raztopina uporablja kot medij (za transport ionov in molekulskih skupin ter prenos tlaka), da se doseže subkritično ali superkritično stanje v visokotemperaturnem in visokotlačnem zaprtem okolju (prvi ima temperatura 100-240 ℃, medtem ko ima slednja temperaturo do 1000 ℃), pospešijo hitrost reakcije hidrolize surovin, in pod močno konvekcijo ioni in molekularne skupine difundirajo na nizko temperaturo za rekristalizacijo. Temperatura, vrednost pH, reakcijski čas, koncentracija in vrsta prekurzorja med postopkom hidrolize v različnih stopnjah vplivajo na hitrost reakcije, videz kristala, obliko, strukturo in hitrost rasti. Zvišanje temperature ne le pospeši raztapljanje surovin, ampak tudi poveča učinkovito trčenje molekul za spodbujanje tvorbe kristalov. Različne stopnje rasti vsake kristalne ravnine v pH kristalih so glavni dejavniki, ki vplivajo na kristalno fazo, velikost in morfologijo. Na rast kristalov vpliva tudi dolžina reakcijskega časa, daljši kot je čas, ugodnejši je za rast kristalov.
Prednosti hidrotermalne metode se kažejo predvsem v: prvič, visoki kristalni čistosti, brez onesnaženja z nečistočami, ozki porazdelitvi velikosti delcev, visokem izkoristku in raznoliki morfologiji produkta; Drugi je, da je postopek delovanja preprost, stroški nizki in poraba energije nizka. Večina reakcij poteka v okoljih srednje do nizke temperature, reakcijske pogoje pa je enostavno nadzorovati. Razpon uporabe je širok in lahko izpolni zahteve za pripravo različnih oblik materialov; Tretjič, pritisk onesnaževanja okolja je nizek in razmeroma prijazen do zdravja operaterjev. Njene glavne pomanjkljivosti so, da na predhodnik reakcije zlahka vplivajo okoljski pH, temperatura in čas, produkt pa ima nizko vsebnost kisika.
Solvotermalna metoda uporablja organska topila kot reakcijski medij, kar dodatno širi uporabnost hidrotermalnih metod. Zaradi znatnih razlik v fizikalnih in kemijskih lastnostih med organskimi topili in vodo je reakcijski mehanizem bolj zapleten, videz, struktura in velikost produkta pa bolj raznoliki. Nallappan et al. sintetizirali kristale MoOx z različnimi morfologijami od lista do nanopalice z nadzorom reakcijskega časa hidrotermalne metode z uporabo natrijevega dialkil sulfata kot sredstva za usmerjanje kristalov. Dianwen Hu et al. sintetizirani kompozitni materiali na osnovi polioksimolibden kobalta (CoPMA) in UiO-67 ali ki vsebujejo bipiridilne skupine (UiO-bpy) z uporabo solvotermalne metode z optimizacijo pogojev sinteze.
2.4 Sol gel metoda
Sol gel metoda je tradicionalna kemična metoda za pripravo anorganskih funkcionalnih materialov, ki se pogosto uporablja pri pripravi kovinskih nanomaterialov. Leta 1846 je Elbelmen prvič uporabil to metodo za pripravo SiO2, vendar njena uporaba še ni bila zrela. Metoda priprave je v glavnem dodajanje aktivatorja ionov redkih zemelj v začetni reakcijski raztopini, da se topilo izhlapi, da nastane gel, pripravljeni gel pa po temperaturni obdelavi dobi ciljni produkt. Fosfor, proizveden s sol gel metodo, ima dobro morfologijo in strukturne značilnosti, izdelek pa ima majhno enakomerno velikost delcev, vendar je treba izboljšati njegovo svetilnost. Postopek priprave sol-gel metode je preprost in enostaven za uporabo, reakcijska temperatura je nizka in varnostna učinkovitost je visoka, vendar je čas dolg in količina vsakega zdravljenja je omejena. Gaponenko idr. pripravil amorfno večplastno strukturo BaTiO3/SiO2 s centrifugiranjem in toplotno obdelavo sol-gel metodo z dobro transmisivnostjo in lomnim količnikom ter poudaril, da se bo lomni količnik filma BaTiO3 povečeval s povečanjem koncentracije sola. Leta 2007 je raziskovalna skupina Liu L-ja uspešno zajela zelo fluorescenčen in na svetlobi stabilen kompleks Eu3+kovinski ion/senzibilizator v nanokompozitih na osnovi silicijevega dioksida in dopiranem suhem gelu z uporabo sol gel metode. V več kombinacijah različnih derivatov senzibilizatorjev redkih zemelj in nanoporoznih šablon silicijevega dioksida uporaba senzibilizatorja 1,10-fenantrolina (OP) v šabloni tetraetoksisilana (TEOS) zagotavlja najboljši fluorescenčno dopiran suhi gel za testiranje spektralnih lastnosti Eu3+.
2.5 Metoda mikrovalovne sinteze
Metoda mikrovalovne sinteze je nova zelena metoda kemične sinteze brez onesnaževanja v primerjavi z visokotemperaturno trdno metodo, ki se pogosto uporablja pri sintezi materialov, zlasti na področju sinteze nanomaterialov, in kaže dober razvojni zagon. Mikrovalovna pečica je elektromagnetno valovanje z valovno dolžino med 1nn in 1m. Mikrovalovna metoda je postopek, pri katerem se mikroskopski delci znotraj izhodnega materiala polarizirajo pod vplivom jakosti zunanjega elektromagnetnega polja. Ko se smer mikrovalovnega električnega polja spremeni, se smer gibanja in razporeditve dipolov nenehno spreminjata. Histerezni odziv dipolov, kot tudi pretvorba njihove lastne toplotne energije brez potrebe po trkih, trenju in dielektričnih izgubah med atomi in molekulami, doseže učinek segrevanja. Zaradi dejstva, da lahko mikrovalovno segrevanje enakomerno segreje celoten reakcijski sistem in hitro prevaja energijo, s čimer spodbuja napredovanje organskih reakcij, ima metoda mikrovalovne sinteze v primerjavi s tradicionalnimi metodami priprave prednosti hitre reakcijske hitrosti, zelene varnosti, majhne in enotne velikost delcev materiala in visoka fazna čistost. Vendar pa večina poročil trenutno uporablja mikrovalovne absorberje, kot so ogljikov prah, Fe3O4 in MnO2 za posredno zagotavljanje toplote za reakcijo. Snovi, ki jih mikrovalovi zlahka absorbirajo in lahko aktivirajo same reaktante, potrebujejo nadaljnje raziskave. Liu et al. združil metodo soprecipitacije z mikrovalovno metodo, da bi sintetiziral čisti spinel LiMn2O4 s porozno morfologijo in dobrimi lastnostmi.
2.6 Metoda zgorevanja
Metoda zgorevanja temelji na tradicionalnih metodah segrevanja, ki uporabljajo zgorevanje organske snovi za ustvarjanje ciljnega produkta, potem ko je raztopina izhlapela do suhega. Plin, ki nastane pri zgorevanju organske snovi, lahko učinkovito upočasni nastanek aglomeracije. V primerjavi s polprevodniško metodo ogrevanja zmanjša porabo energije in je primeren za izdelke z zahtevami po nizki reakcijski temperaturi. Vendar pa reakcijski proces zahteva dodajanje organskih spojin, kar poveča stroške. Ta metoda ima majhno predelovalno zmogljivost in ni primerna za industrijsko proizvodnjo. Produkt, proizveden z metodo zgorevanja, ima majhno in enakomerno velikost delcev, vendar so lahko zaradi kratkega reakcijskega procesa nepopolni kristali, kar vpliva na luminiscenčno učinkovitost kristalov. Anning et al. uporabil La2O3, B2O3 in Mg kot izhodne materiale in uporabil sintezo zgorevanja s pomočjo soli za proizvodnjo prahu LaB6 v serijah v kratkem času.
3. Uporabaredka zemlja europijkompleksi pri razvoju prstnih odtisov
Metoda prikaza s prahom je ena najbolj klasičnih in tradicionalnih metod prikaza prstnih odtisov. Trenutno lahko prahove, ki prikazujejo prstne odtise, razdelimo v tri kategorije: tradicionalne prahove, kot so magnetni prahovi, sestavljeni iz finega železovega prahu in ogljikovega prahu; Kovinski prah, kot je zlati prah,srebrni prah, in drugi kovinski prah z mrežasto strukturo; Fluorescentni prah. Vendar imajo tradicionalni praški pogosto velike težave pri prikazovanju prstnih odtisov ali starih prstnih odtisov na kompleksnih predmetih v ozadju in imajo določen toksičen učinek na zdravje uporabnikov. V zadnjih letih je kriminalistično in tehnološko osebje vedno bolj naklonjeno uporabi nano fluorescentnih materialov za prikaz prstnih odtisov. Zaradi edinstvenih luminiscenčnih lastnosti Eu3+ in široke uporaberedke zemljesnovi,redka zemlja europijkompleksi niso postali samo raziskovalna žarišče na področju forenzične znanosti, temveč ponujajo tudi širše raziskovalne ideje za prikaz prstnih odtisov. Vendar ima Eu3+ v tekočinah ali trdnih snoveh slabo absorpcijo svetlobe in ga je treba kombinirati z ligandi za senzibilizacijo in oddajanje svetlobe, kar omogoča Eu3+, da kaže močnejše in obstojnejše fluorescenčne lastnosti. Trenutno pogosto uporabljeni ligandi vključujejo predvsem β-diketone, karboksilne kisline in karboksilatne soli, organske polimere, supramolekularne makrocikle itd. S poglobljenimi raziskavami in uporaboredka zemlja europijkompleksov je bilo ugotovljeno, da v vlažnem okolju vibracije koordinacijskih molekul H2O vevropijkompleksi lahko povzročijo dušenje luminiscence. Da bi torej dosegli boljšo selektivnost in močan kontrast pri prikazu prstnih odtisov, si je treba prizadevati za študijo, kako izboljšati toplotno in mehansko stabilnostevropijkompleksi.
Leta 2007 je bila raziskovalna skupina Liu L-ja pionir pri uvajanjuevropijkompleksov na področju prikaza prstnih odtisov prvič doma in v tujini. Visoko fluorescenčne in svetlobno stabilne komplekse Eu3+kovinski ion/senzibilizator, zajete s sol gel metodo, je mogoče uporabiti za morebitno odkrivanje prstnih odtisov na različnih materialih, povezanih s forenziko, vključno z zlato folijo, steklom, plastiko, barvnim papirjem in zelenimi listi. Raziskovalne raziskave so predstavile postopek priprave, spektre UV/Vis, fluorescenčne značilnosti in rezultate označevanja prstnih odtisov teh novih nanokompozitov Eu3+/OP/TEOS.
Leta 2014 sta Seung Jin Ryu et al. najprej tvoril Eu3+kompleks ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) s heksahidratomevropijev klorid(EuCl3 · 6H2O) in 1-10 fenantrolina (Phen). Z reakcijo ionske izmenjave med vmesnimi natrijevimi ioni inevropijkompleksne ione, interkalirane nano hibridne spojine (Eu (Phen) 2) 3+- sintetiziran litijev milni kamen in Eu (Phen) 2) 3+- naravni montmorilonit). Pri vzbujanju z UV-žarnico pri valovni dolžini 312 nm oba kompleksa ne le ohranjata značilne fotoluminiscenčne pojave, ampak imata tudi višjo toplotno, kemično in mehansko stabilnost v primerjavi s čistimi kompleksi Eu3+. Vendar pa zaradi odsotnosti ugasnjenih nečistočnih ionov kot je železo v glavnem delu litijevega milnika, [Eu (Phen) 2] 3+- litijev milni kamen ima boljšo intenzivnost luminiscence kot [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilonit, prstni odtis pa kaže jasnejše črte in močnejši kontrast z ozadjem. Leta 2016 sta V Sharma et al. sintetiziranega stroncijevega aluminata (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano fluorescentnega prahu z metodo zgorevanja. Prah je primeren za prikaz svežih in starih prstnih odtisov na prepustnih in neprepustnih predmetih, kot so navaden barvni papir, embalažni papir, alu folija in optični diski. Ne izkazuje le visoke občutljivosti in selektivnosti, ampak ima tudi močne in dolgotrajne lastnosti naknadnega sijaja. Leta 2018 so Wang et al. pripravljeni nanodelci CaS (ESM-CaS-NP), dopirani zevropij, samarijin mangan s povprečnim premerom 30 nm. Nanodelci so bili inkapsulirani z amfifilnimi ligandi, kar jim je omogočilo enakomerno dispergiranje v vodi, ne da bi pri tem izgubili svojo fluorescenčno učinkovitost; Ko modifikacija površine ESM-CaS-NP z 1-dodeciltiolom in 11-merkaptoundekanojsko kislino (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NPs je uspešno rešila problem dušenja fluorescence v vodi in agregacije delcev, ki jo povzroča hidroliza delcev v nano fluorescenčnem prašek. Ta fluorescenčni prah ne kaže samo potencialnih prstnih odtisov na predmetih, kot so aluminijasta folija, plastika, steklo in keramične ploščice z visoko občutljivostjo, ampak ima tudi širok razpon virov vzbujanja svetlobe in ne potrebuje drage opreme za ekstrakcijo slike za prikaz prstnih odtisov. istega leta je Wangova raziskovalna skupina sintetizirala vrsto ternarnihevropijkompleksov [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] z uporabo orto, meta in p-metilbenzojske kisline kot prvega liganda in orto fenantrolina kot drugega liganda z uporabo metode obarjanja. Pod obsevanjem z ultravijolično svetlobo 245 nm bi se lahko jasno prikazali potencialni prstni odtisi na predmetih, kot so plastika in blagovne znamke. Leta 2019 sta Sung Jun Park et al. sintetiziral fosforje YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) s solvotermalno metodo, kar učinkovito izboljša potencialno zaznavanje prstnih odtisov in zmanjša interferenco vzorcev v ozadju. Leta 2020 sta Prabakaran et al. razvili fluorescentni kompozit Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-dekstroza z uporabo EuCl3 · 6H20 kot prekurzorja. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 smo sintetizirali z uporabo Phen in 5,5' – DMBP z metodo vročega topila, nato pa Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 in D-dekstroza sta bila uporabljena kot prekurzorja za tvorbo Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 prek adsorpcijska metoda. 3/D-dekstrozni kompleks. S poskusi lahko kompozit jasno prikaže prstne odtise na predmetih, kot so pokrovčki za plastične steklenice, kozarci in južnoafriška valuta pod vzbujanjem 365 nm sončne ali ultravijolične svetlobe, z večjim kontrastom in stabilnejšo fluorescenčno učinkovitostjo. Leta 2021 so Dan Zhang idr. uspešno zasnoval in sintetiziral nov heksanuklearni Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY s šestimi veznimi mesti, ki ima odlično fluorescenčno termično stabilnost (<50 ℃) in se lahko uporablja za prikaz prstnih odtisov. Vendar pa so potrebni nadaljnji poskusi za določitev njegove primerne gostujoče vrste. Leta 2022 sta L Brini et al. uspešno sintetiziral Eu: Y2Sn2O7 fluorescenčni prah z metodo soprecipitacije in nadaljnjo obdelavo z mletjem, ki lahko razkrije potencialne prstne odtise na lesenih in neprepustnih predmetih. Istega leta je Wangova raziskovalna skupina sintetizirala NaYF4: Yb z metodo termične sinteze s topilom, jedro Er@YVO4 Eu - nanofluorescenčni material tipa lupine, ki lahko ustvari rdečo fluorescenco pod 254 nm ultravijolično vzbujanje in svetlo zelena fluorescenca pod 980 nm skoraj infrardečim vzbujanjem, kar omogoča dvojni način prikaza potencialnih prstnih odtisov na gostu. Potencialni prikaz prstnih odtisov na predmetih, kot so keramične ploščice, plastične plošče, aluminijeve zlitine, RMB in barvni papir z glavo, kaže visoko občutljivost, selektivnost, kontrast in močno odpornost na motnje v ozadju.
4 Outlook
V zadnjih letih so raziskave oredka zemlja europijkompleksov je pritegnil veliko pozornosti zaradi svojih odličnih optičnih in magnetnih lastnosti, kot so visoka intenzivnost luminiscence, visoka čistost barv, dolga življenjska doba fluorescence, velike absorpcijske in emisijske vrzeli energije ter ozki absorpcijski vrhovi. S poglabljanjem raziskav materialov redkih zemelj postajajo vse bolj razširjene njihove uporabe na različnih področjih, kot so razsvetljava in zasloni, bioznanost, kmetijstvo, vojska, elektronska informacijska industrija, optični prenos informacij, fluorescenčni boj proti ponarejanju, fluorescenčno odkrivanje itd. Optične lastnostievropijkompleksi so odlični, njihova področja uporabe pa se postopoma širijo. Vendar pa bo njihovo pomanjkanje toplotne stabilnosti, mehanskih lastnosti in možnosti obdelave omejilo njihovo praktično uporabo. S trenutnega raziskovalnega vidika so aplikativne raziskave optičnih lastnostievropijkompleksi na področju forenzične znanosti bi se morali osredotočiti predvsem na izboljšanje optičnih lastnostievropijkompleksov in reševanje težav fluorescentnih delcev, ki so nagnjeni k agregaciji v vlažnih okoljih, ohranjanje stabilnosti in učinkovitosti luminiscenceevropijkompleksi v vodnih raztopinah. Današnji napredek družbe ter znanosti in tehnologije postavlja višje zahteve za pripravo novih materialov. Medtem ko izpolnjuje potrebe aplikacij, mora biti v skladu z značilnostmi raznolike zasnove in nizkih stroškov. Zato nadaljnje raziskave oevropijkompleksov je velikega pomena za razvoj kitajskih bogatih virov redkih zemelj ter razvoj kriminalne znanosti in tehnologije.
Čas objave: Nov-01-2023