Los científicos desarrollan material compuesto luminiscente estable basado en nanocristales de perovskita

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IMAGEN: ChemNanoMat, microesferas compuestas luminiscentes estables basadas en sílice porosa con nanocristales de perovskita CsPbBr3 integrados
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Crédito: ChemNanoMat

Un equipo internacional de científicos que incluye investigadores de la Universidad ITMO ha desarrollado un nuevo material compuesto basado en nanocristales de perovskita con el fin de crear fuentes de luz en miniatura con una capacidad de salida mejorada. La introducción de nanocristales de perovskita en micropartículas de vidrio poroso permitió aumentar su tiempo de operación en casi tres veces, y el posterior recubrimiento de estas partículas con polímeros, para aumentar la estabilidad de sus propiedades ópticas cuando están bajo el agua, lo cual es especialmente importante para los propósitos. de crear fuentes de luz para su aplicación en medios biológicos. Los resultados han sido publicados en ChemNanoMat.

Los nanocristales de perovskita son algunos de los objetos más investigados en la ciencia moderna de los materiales. Tienen excelentes propiedades ópticas, como la pureza y el brillo de la luz emitida, lo que los hace atractivos para su uso en sistemas láser modernos. Al mismo tiempo, las perovskitas son inestables en el aire, cuando interactúan con el agua, así como bajo iluminación intensa. Esta es la razón por la cual la mejora de la estabilidad de los nanocristales de perovskita es una de las tareas clave que se presenta ante la comunidad científica.

Un equipo internacional de científicos que incluye investigadores de la Universidad ITMO, el Instituto Ioffe y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, estudiaron varias condiciones para la introducción de nanocristales de perovskita en esferas porosas de dióxido de silicio que pueden actuar como matrices protectoras y resonadores ópticos para amplificación espontánea de la señal de luminiscencia. Su investigación identificó los parámetros óptimos para la fabricación de un material luminiscente basado en nanocristales de perovskita donde la intensidad de emisión se mantuvo en el 85% del original, que es significativamente mayor que la de los mismos nanocristales sin una matriz de protección. Dichos materiales compuestos también permanecieron estables bajo el efecto de la radiación UV intensiva, que puede usarse como fuente de bombeo de luz al diseñar sistemas láser.

“Nuestro siguiente paso tuvo que ver con el desarrollo de una capa protectora para esas microesferas emisoras de luz con nanocristales de perovskita con el fin de llevarlas a soluciones hidratadas”, dice Elena Ushakova, profesora asociada de la Facultad de Fotónica y Tecnología de Información Óptica de ITMO. . “Para hacer esto, utilizamos la técnica capa por capa de depositar capas alternas de materiales con carga opuesta en la superficie de las microesferas. Las esferas luminiscentes resultantes se pueden dispersar en el agua al tiempo que conservan sus propiedades ópticas, lo que es importante de la punto de vista de su posterior aplicación como fuentes de luz en tejidos biológicos “.

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