Египетский синий
Египетский синий (Egyptian blue) — старейший известный синтетический пигмент в мире. Он появился в Египте более 5000 лет назад, около 3300 г. до н.э. До наших дней дошли прекрасные художественные произведения, на которых краски на основе этого пигмента поражают своей яркостью и свежестью, как, например, на фреске, изображающей фараона Рамсеса III (Ramses III) 1170 г. до н.э.
Секрет пигмента и технология его производства были раскрыты менее ста лет назад, а относительно недавно, уже в наши дни, ученые установили, что минерал купрориваит CaCuSi4O10, являющийся кристаллическим аналогом пигмента, демонстрирует исключительно высокую квантовую эффективность излучения в ближней ИК-области при длине волны λ=910 нм (Φ=10,5%) и длительное время жизни возбужденного состояния (107 мкс) (Chemical Communications, 2009)📕 .
Эти свойства делают данный материал привлекательным для ряда приложений в области биомедицины, телекоммуникаций и лазерной техники (The Journal of Physical Chemistry C, 2021)📕 .
Египетский синий (Egyptian blue) — старейший известный синтетический пигмент в мире. Он появился в Египте более 5000 лет назад, около 3300 г. до н.э. До наших дней дошли прекрасные художественные произведения, на которых краски на основе этого пигмента поражают своей яркостью и свежестью, как, например, на фреске, изображающей фараона Рамсеса III (Ramses III) 1170 г. до н.э.
Секрет пигмента и технология его производства были раскрыты менее ста лет назад, а относительно недавно, уже в наши дни, ученые установили, что минерал купрориваит CaCuSi4O10, являющийся кристаллическим аналогом пигмента, демонстрирует исключительно высокую квантовую эффективность излучения в ближней ИК-области при длине волны λ=910 нм (Φ=10,5%) и длительное время жизни возбужденного состояния (107 мкс) (Chemical Communications, 2009)
Эти свойства делают данный материал привлекательным для ряда приложений в области биомедицины, телекоммуникаций и лазерной техники (The Journal of Physical Chemistry C, 2021)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤10🔥9 7👍5😍3🤔2⚡1🍓1🆒1
Электрохромные материалы
Одним из классов оптических материалов являются электрохромные — способные обратимо изменять свою окраску под действием электрического потенциала. Эти материалы используются в различных «умных» устройствах. Например, «умные» окна на их основе поглощают слишком яркий солнечный свет и защищают помещения от перегревания летом, а зимой позволяют сохранять тепло внутри зданий.
Именно электрохромные материалы отвечают за эти функции и благодаря возможности программировать изменение их оптических свойств они могут встраиваться в интеллектуальные климатические системы.
Как правило, в качестве электрохромных материалов применяют оксиды переходных металлов, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях. Наиболее распространенными из них являются оксиды вольфрама(VI) и ванадия(V). В Центре Цвета ИОНХ РАН🏛 ведутся разработки по формированию электрохромных плёнок на их основе с применением печатных технологий.
C работой можно ознакомиться в журнале Applied Sciences📕
Одним из классов оптических материалов являются электрохромные — способные обратимо изменять свою окраску под действием электрического потенциала. Эти материалы используются в различных «умных» устройствах. Например, «умные» окна на их основе поглощают слишком яркий солнечный свет и защищают помещения от перегревания летом, а зимой позволяют сохранять тепло внутри зданий.
Именно электрохромные материалы отвечают за эти функции и благодаря возможности программировать изменение их оптических свойств они могут встраиваться в интеллектуальные климатические системы.
Как правило, в качестве электрохромных материалов применяют оксиды переходных металлов, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях. Наиболее распространенными из них являются оксиды вольфрама(VI) и ванадия(V). В Центре Цвета ИОНХ РАН
C работой можно ознакомиться в журнале Applied Sciences
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Пигмент китайский синий
Китайский синий (The Chinese blue or Han Blue) появился в Древнем Китае в эпоху поздней Восточной династии Хань, производство достигло расцвета в более позднем периоде, известном как эпоха Сражающихся Царств (Warring States, 475-221 г. до н.э.). Применяли китайский синий в основном для декоративных картин и керамики. В частности, пигмент был обнаружен на костюмах воинов эпохи Хань и более поздней Терракотовой Армии, несмотря на нахождение фигур в течение более 2000 лет в крайне агрессивной среде.
Хотя состав пигмента BaCuSi4O10 был установлен давно (Journal of Solid State Chemistry, 1993)📕 , лишь недавние исследования раскрыли причину яркой и долговечной окраски этого вещества.
Его структура представляет слоистый каркас, в котором слои образованы тетраэдрами [SiO4]4– с некоторыми фрагментами Si-O-, связанными с ионами меди Cu2+. Колебания атомов кислорода в окружении катионов Cu2+ частично снимают запрет на d-d электронные переходы, что приводит к наблюдаемой интенсивной синей окраске пигмента (Chemistry of Materials, 2023)📕 .
Подобная стабильная силикатная структура не может быть легко разрушена физическими или химическими процессами (Materials Research Bulletin, 2018)📕 .
Китайский синий (The Chinese blue or Han Blue) появился в Древнем Китае в эпоху поздней Восточной династии Хань, производство достигло расцвета в более позднем периоде, известном как эпоха Сражающихся Царств (Warring States, 475-221 г. до н.э.). Применяли китайский синий в основном для декоративных картин и керамики. В частности, пигмент был обнаружен на костюмах воинов эпохи Хань и более поздней Терракотовой Армии, несмотря на нахождение фигур в течение более 2000 лет в крайне агрессивной среде.
Хотя состав пигмента BaCuSi4O10 был установлен давно (Journal of Solid State Chemistry, 1993)
Его структура представляет слоистый каркас, в котором слои образованы тетраэдрами [SiO4]4– с некоторыми фрагментами Si-O-, связанными с ионами меди Cu2+. Колебания атомов кислорода в окружении катионов Cu2+ частично снимают запрет на d-d электронные переходы, что приводит к наблюдаемой интенсивной синей окраске пигмента (Chemistry of Materials, 2023)
Подобная стабильная силикатная структура не может быть легко разрушена физическими или химическими процессами (Materials Research Bulletin, 2018)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Кубок Ликурга
Кубок или чаша Ликурга (The Lycurgus Cup) является не только одним из выдающихся художественных достижений эпохи Древнего Рима, но и объектом исследований современных ученых в области материаловедения. Этот необычный артефакт, созданный римскими мастерами в IV веке н.э., имеет удивительное свойство – он меняет свой цвет от зелёного к красному: при прямом освещении кубок напоминает нефрит непрозрачного зеленовато-желтого тона, но, когда источник света находится за чашей и проходит через стекло (проходящий свет), кубок имеет полупрозрачный рубиновый цвет.
Этот оптический эффект был обнаружен в 1959 г., после того как кубок был выставлен в Британском Музее и стал доступен широкой публике. В дальнейшем, применяя самые современные аналитические и оптические методы, ученые смогли установить химический состав стекла, а в 90х годах прошлого века и выявить секрет изменения цвета – было установлено, в составе стекла присутствуют наночастицы серебра и золота.
Эти наночастицы ответственны за явление, которое называется "поверхностным плазмонным резонансом" и суть которого состоит в том, что электроны на поверхности металла под воздействием света коллективно колеблются, вызывая поглощение и переизлучение определенных длин волн (Gold Bulletin, 2007)📕 .
Недавнее совместное исследование российских и итальянских ученых показало, что оливково-зеленый цвет кубка Ликурга в отраженном свете главным образом вызван содержащимися в стекле ионами железа Fe2+ и Fe3+ и Рэлеевским рассеянием на каплях стеклофазы, обогащенной SiO2 (Journal of Cultural Heritage, 2021)📕 .
И хотя, казалось бы, секрет разгадан, но даже в настоящее время главный вопрос пока остается без четкого ответа: «Как римским стеклодувам в IV веке н.э. удалось столь виртуозно овладеть нанотехнологиями?”
Кубок или чаша Ликурга (The Lycurgus Cup) является не только одним из выдающихся художественных достижений эпохи Древнего Рима, но и объектом исследований современных ученых в области материаловедения. Этот необычный артефакт, созданный римскими мастерами в IV веке н.э., имеет удивительное свойство – он меняет свой цвет от зелёного к красному: при прямом освещении кубок напоминает нефрит непрозрачного зеленовато-желтого тона, но, когда источник света находится за чашей и проходит через стекло (проходящий свет), кубок имеет полупрозрачный рубиновый цвет.
Этот оптический эффект был обнаружен в 1959 г., после того как кубок был выставлен в Британском Музее и стал доступен широкой публике. В дальнейшем, применяя самые современные аналитические и оптические методы, ученые смогли установить химический состав стекла, а в 90х годах прошлого века и выявить секрет изменения цвета – было установлено, в составе стекла присутствуют наночастицы серебра и золота.
Эти наночастицы ответственны за явление, которое называется "поверхностным плазмонным резонансом" и суть которого состоит в том, что электроны на поверхности металла под воздействием света коллективно колеблются, вызывая поглощение и переизлучение определенных длин волн (Gold Bulletin, 2007)
Недавнее совместное исследование российских и итальянских ученых показало, что оливково-зеленый цвет кубка Ликурга в отраженном свете главным образом вызван содержащимися в стекле ионами железа Fe2+ и Fe3+ и Рэлеевским рассеянием на каплях стеклофазы, обогащенной SiO2 (Journal of Cultural Heritage, 2021)
И хотя, казалось бы, секрет разгадан, но даже в настоящее время главный вопрос пока остается без четкого ответа: «Как римским стеклодувам в IV веке н.э. удалось столь виртуозно овладеть нанотехнологиями?”
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Перовскитные зонды
Существует множество вариантов молекулярных зондов, благодаря которым можно наблюдать за развитием мутаций в клетке или обнаружить их наличие. Как альтернатива зондам биологического происхождения существует чувствительный, неионизирующий и относительно недорогой метод на основе использования перовскитных наночастиц, обладающий большим потенциалом для ранней диагностики опухолей путем применения их оптической визуализации. Дело в том, что наночастицы со структурой перовскита обладают яркой люминесценцией в видимом диапазоне спектра, зависящей от состава и размера наночастиц.
Например, наночастицы состава CsPbBr3 демонстрируют эмиссию в зеленой области спектра. Была продемонстрирована визуализация клеток с использованием перовскитных наночастиц CsPbBr3@DOPC, где DOPC – это фосфолипидная группа 1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-фосфохолина, в которых фолиевая кислота выступала в качестве молекулы-мишени для клеток эпителиальной карциномы шейки матки человека (HeLa). Результаты эксперимента показали, что инкапсуляция перовскитных наноматериалов с фосфолипидными мицеллами является перспективным методом изучения дальнейшего биологического применения перовскитных наноматериалов (Journal of Materials Chemistry C, 2023)📕 .
Про инкапсуляцию наночастиц со структурой перовскита можно прочитать здесь (Small, 2018)📕 .
Существует множество вариантов молекулярных зондов, благодаря которым можно наблюдать за развитием мутаций в клетке или обнаружить их наличие. Как альтернатива зондам биологического происхождения существует чувствительный, неионизирующий и относительно недорогой метод на основе использования перовскитных наночастиц, обладающий большим потенциалом для ранней диагностики опухолей путем применения их оптической визуализации. Дело в том, что наночастицы со структурой перовскита обладают яркой люминесценцией в видимом диапазоне спектра, зависящей от состава и размера наночастиц.
Например, наночастицы состава CsPbBr3 демонстрируют эмиссию в зеленой области спектра. Была продемонстрирована визуализация клеток с использованием перовскитных наночастиц CsPbBr3@DOPC, где DOPC – это фосфолипидная группа 1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-фосфохолина, в которых фолиевая кислота выступала в качестве молекулы-мишени для клеток эпителиальной карциномы шейки матки человека (HeLa). Результаты эксперимента показали, что инкапсуляция перовскитных наноматериалов с фосфолипидными мицеллами является перспективным методом изучения дальнейшего биологического применения перовскитных наноматериалов (Journal of Materials Chemistry C, 2023)
Про инкапсуляцию наночастиц со структурой перовскита можно прочитать здесь (Small, 2018)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Люминесцентные гидрогели
Гидрогель представляет собой трёхмерную сетку сшитых гидрофильных полимерных волокон, благодаря чему способен обратимо захватывать большое количество воды (Journal of Advanced Research, 2015)📕 . Это свойство гидрогелей нашло широкое применение в биомедицине для обработки ран.
Одним из перспективных видов функционализации гидрогелей является получение люминесцентных гидрогелей – перспективных материалов для сенсорики, биовизуализации, биомиметики и кодирования информации. Для придания гидрогелям люминесцентных свойств в них инкапсулируют люминофоры, в т.ч. соединения лантанидов, обладающих яркой эмиссией в узком спектральном диапазоне (Angewandte Chemie, 2020)📕 .
Перспективным классом соединений РЗЭ для инкапсуляции в гидрогели являются слоистые гидроксиды РЗЭ — новый класс слоистых анионообменных неорганических соединений, интерес к которым связан с возможностью сочетать специфические свойства лантанидов и интеркалированных анионов в таких соединениях (Russian Chemical Reviews, 2020)📕 .
В Центре Цвета ИОНХ РАН🏛 ведутся разработки по получению композитных материалов на основе люминесцентных частиц слоистых гидроксидов РЗЭ и гидрогелевых матриц для сенсорных приложений. Недавно была показана возможность люминесцентного детектирования температуры с помощью слоистых гидроксидов Gd-Eu-Tb, интеркалированных 4-сульфобензоат-анионом (Inorganics, 2022)📕 .
Гидрогель представляет собой трёхмерную сетку сшитых гидрофильных полимерных волокон, благодаря чему способен обратимо захватывать большое количество воды (Journal of Advanced Research, 2015)
Одним из перспективных видов функционализации гидрогелей является получение люминесцентных гидрогелей – перспективных материалов для сенсорики, биовизуализации, биомиметики и кодирования информации. Для придания гидрогелям люминесцентных свойств в них инкапсулируют люминофоры, в т.ч. соединения лантанидов, обладающих яркой эмиссией в узком спектральном диапазоне (Angewandte Chemie, 2020)
Перспективным классом соединений РЗЭ для инкапсуляции в гидрогели являются слоистые гидроксиды РЗЭ — новый класс слоистых анионообменных неорганических соединений, интерес к которым связан с возможностью сочетать специфические свойства лантанидов и интеркалированных анионов в таких соединениях (Russian Chemical Reviews, 2020)
В Центре Цвета ИОНХ РАН
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Самый разноцветный элемент — Иридий🟥
(часть 1)
В Периодической системе есть элемент, получивший свое название за удивительно разнообразную окраску своих соединений в растворе. В металлическом состоянии он обладает высокой твердостью и чрезвычайно высокой коррозионной устойчивостью, что определило его основное применение в качестве материала высокотемпературных тиглей для роста кристаллов оксидных полупроводников. В этом мини-обзоре мы расскажем об истории открытия иридия, интересных фактах его «биографии», областях применения и вкладе ученых ИОНХ🏛 в развитие химии этого удивительного металла.
«Не более, чем грязный графит»
Еще до того, как наполеоновские войска захватили Испанию и сожгли его лабораторию в Мадриде, великий французский химик и первооткрыватель закона постоянства состава химических соединений, Ж.Л. Пруст, занимался изучением сырой платины, которая была привезена из Нового Света. В своих опытах по растворению платины в царской водке Пруст систематически получал небольшое количество черного нерастворимого остатка, который, однако, он не смог проанализировать по причине того, что не смог накопить его в достаточных количествах. В итоге, Пруст нарек этот черный осадок «графитом» и отказался от дальнейших исследований (VIII. Experiments on platina, 1799)📕 .
Однако этот черный осадок заинтриговал английского химика Смитсона Теннанта, который, скрупулезно собрав его в достаточных количествах и тщательно проанализировав, уже в 1804 г сообщил президенту Королевского общества об обнаружении в этом черном осадке двух ранее неизвестных металлов (XVI. On two metals, found in the black powder remaining after the solution of platina, 1804).
Этими металлами оказались осмий и иридий. Способность растворов, содержащих иридий, демонстрировать широкую гамму цветов в зависимости от действия кислот или щелочей поразила англичанина, и он дал название открытому металлу в честь Ирис – древнегреческой богини радуги и вестницы Олимпийских богов.
#иридий
(часть 1)
В Периодической системе есть элемент, получивший свое название за удивительно разнообразную окраску своих соединений в растворе. В металлическом состоянии он обладает высокой твердостью и чрезвычайно высокой коррозионной устойчивостью, что определило его основное применение в качестве материала высокотемпературных тиглей для роста кристаллов оксидных полупроводников. В этом мини-обзоре мы расскажем об истории открытия иридия, интересных фактах его «биографии», областях применения и вкладе ученых ИОНХ
«Не более, чем грязный графит»
Еще до того, как наполеоновские войска захватили Испанию и сожгли его лабораторию в Мадриде, великий французский химик и первооткрыватель закона постоянства состава химических соединений, Ж.Л. Пруст, занимался изучением сырой платины, которая была привезена из Нового Света. В своих опытах по растворению платины в царской водке Пруст систематически получал небольшое количество черного нерастворимого остатка, который, однако, он не смог проанализировать по причине того, что не смог накопить его в достаточных количествах. В итоге, Пруст нарек этот черный осадок «графитом» и отказался от дальнейших исследований (VIII. Experiments on platina, 1799)
Однако этот черный осадок заинтриговал английского химика Смитсона Теннанта, который, скрупулезно собрав его в достаточных количествах и тщательно проанализировав, уже в 1804 г сообщил президенту Королевского общества об обнаружении в этом черном осадке двух ранее неизвестных металлов (XVI. On two metals, found in the black powder remaining after the solution of platina, 1804).
Этими металлами оказались осмий и иридий. Способность растворов, содержащих иридий, демонстрировать широкую гамму цветов в зависимости от действия кислот или щелочей поразила англичанина, и он дал название открытому металлу в честь Ирис – древнегреческой богини радуги и вестницы Олимпийских богов.
#иридий
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Структурная окраска
Структурная окраска (иридесценция или иризация) — непигментная окраска материала. В отличие от обычных красителей, окраска которых обусловлена поглощением света определенной длины волны, структурная окраска определяется физическим состоянием поверхности материала. Условием структурной окраски является наличие упорядоченных микро- и наноструктур на поверхности, взаимодействующих с видимым светом. В результате окраска формируется за счет процессов интерференции, дифракции, рассеяния и плазмонного резонанса (Nature Reviews Materials, 2016)📕 .
Крылья бабочек — один из самых известных примеров структурной окраски в природе, но далеко не единственный, поскольку структурная окраска встречается не только в животном царстве, но и у растений (RSC Advances, 2013)📕 . Если у животных она выполняет защитную, сигнальную или терморегуляторную функции, то в случае растений структурная окраска может использоваться для оптимизации светового потока, поглощаемого при фотосинтезе.
Механизмы природной структурной окраски активно используются специалистами в области биомиметики для создания новых материалов с помощью многослойных пленок, фотонных кристаллов и метаповерхностей. Искусственная структурная окраска может быть использована в декоративных целях, солнечной энергетике, защите от подделок, шифровании информации, превосходя обычные пигменты и красители по долговечности, экологичности, разрешению (превышающему дифракционные пределы) и функциональности (The Innovation, 2021)📕 .
Структурная окраска (иридесценция или иризация) — непигментная окраска материала. В отличие от обычных красителей, окраска которых обусловлена поглощением света определенной длины волны, структурная окраска определяется физическим состоянием поверхности материала. Условием структурной окраски является наличие упорядоченных микро- и наноструктур на поверхности, взаимодействующих с видимым светом. В результате окраска формируется за счет процессов интерференции, дифракции, рассеяния и плазмонного резонанса (Nature Reviews Materials, 2016)
Крылья бабочек — один из самых известных примеров структурной окраски в природе, но далеко не единственный, поскольку структурная окраска встречается не только в животном царстве, но и у растений (RSC Advances, 2013)
Механизмы природной структурной окраски активно используются специалистами в области биомиметики для создания новых материалов с помощью многослойных пленок, фотонных кристаллов и метаповерхностей. Искусственная структурная окраска может быть использована в декоративных целях, солнечной энергетике, защите от подделок, шифровании информации, превосходя обычные пигменты и красители по долговечности, экологичности, разрешению (превышающему дифракционные пределы) и функциональности (The Innovation, 2021)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥16 16👍6🎄2
Сайт Центра Цвета 🏛
Коллеги, у нас появился сайт, где можно подробнее узнать о деятельности нашего центра, его сотрудниках, а также найти возможности для совместных исследований
Ознакомиться с ним можно по ссылке: https://colour-centre.ru/
Коллеги, у нас появился сайт, где можно подробнее узнать о деятельности нашего центра, его сотрудниках, а также найти возможности для совместных исследований
Ознакомиться с ним можно по ссылке: https://colour-centre.ru/
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
colour-centre.ru
Colour Centre
Создан в ИОНХ РАН с целью проведения фундаментальных и прикладных исследований в области фотоники и солнечной энергетики, а также для сбора, систематизации и распространения цифровых данных о свойствах красителей и пигментов
Перовскитные квантовые точки
Квантовые точки (quantum dots, QDs) — это уникальный тип излучателей, характеризующийся чистотой цвета, тонкой настройкой длины волны эмиссии, а также простотой получения. Использование квантовых точек CdSe в качестве светопреобразующих материалов в жидкокристаллических дисплеях привело к появлению QD-телевизоров на мировом рынке.
На сегодняшний день одними из самых перспективных оптоэлектронных материалов являются металлогалогенидные перовскиты, характеризующиеся яркой люминесценцией во всей видимой части спектрального диапазона и чистотой цвета. Но пока их применение ограничено деградацией в условиях окружающей среды.
Интересный подход предложен в работе (Advanced Functional Materials, 2023)📕 , в которой описана технология получения перовскитных квантовых точек в стеклянной матрице. Значения квантовых выходов люминесценции для композитов CsPbBr3@glass и CsPbBr1.5I1.5@glass составляют 94% и 78%, соответственно, что сопоставимо с аналогичными значениями для коллоидных растворов. Благодаря стеклянной матрице и изоляции перовскита от внешней среды, композитные материалы остаются стабильными даже в условиях повышенной температуры T = 85°C и относительной влажности 85%.
Квантовые точки (quantum dots, QDs) — это уникальный тип излучателей, характеризующийся чистотой цвета, тонкой настройкой длины волны эмиссии, а также простотой получения. Использование квантовых точек CdSe в качестве светопреобразующих материалов в жидкокристаллических дисплеях привело к появлению QD-телевизоров на мировом рынке.
На сегодняшний день одними из самых перспективных оптоэлектронных материалов являются металлогалогенидные перовскиты, характеризующиеся яркой люминесценцией во всей видимой части спектрального диапазона и чистотой цвета. Но пока их применение ограничено деградацией в условиях окружающей среды.
Интересный подход предложен в работе (Advanced Functional Materials, 2023)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Рентгеновский датчик на неорганических перовскитах
В 1895 г. Вильгельм Рентген (Wilhelm Conrad Röntgen) открыл неизвестное излучение, которому впоследствии было присвоено его имя, а сам он его называл икс-лучами (X-Rays). Существует два принципа обнаружения и визуализации рентгеновского излучения: (i) прямой способ с помощью полупроводниковых материалов (a-Se, HgI2, CdTe, CdZnTe и др.), когда излучение непосредственно преобразуется в электрический сигнал и (ii) косвенный способ с использованием сцинтилляторов. Детекторы прямого действия характеризуются высоким разрешением, но скорость отклика, как правило, у них низкая. Сцинтилляторы, которые преобразуют рентгеновские лучи в ультрафиолетовый или видимый свет, коммерчески более выгодны вследствие относительно низкой стоимости производства, широкого выбора для индивидуальной настройки параметров и гибкого сочетания с сенсорными матрицами.
Недавно было показано (ACS Nano, 2019)📕 , что нанокристаллы (НК) полностью неорганического галогенидного перовскита CsPbBr3 имеют большой потенциал для обнаружения и визуализации рентгеновских лучей. Авторы применили принцип «эмиттер в матрице», CsPbBr3@Cs4PbBr6, используемый ранее в коммерческих сцинтилляторах, когда излучающие наночастицы CsPbBr3 были встроены в твердотельную матрицу Cs4PbBr6. Было установлено, что данная матрица не только усиливает затухание рентгеновских лучей, но и значительно повышает стабильность НК CsPbBr3. Оптическая конструкция с прозрачной для зеленого излучения НК CsPbBr3 матрицей Cs4PbBr6 обеспечивает эффективный световой выход, в целом система обладает линейным откликом на рентгеновское излучение и сверхвысоким временным разрешением. Помимо вышеперечисленных преимуществ в оптике, детектор CsPbBr3@Cs4PbBr6 также отличается простым синтезом, хорошей масштабируемостью и низкой стоимостью. Авторы получили тонкопленочную конструкцию детектора большой площади, с помощью которой они смогли визуализировать рентгеновское изображение металлической пружины, невидимое для глаза человека.
В 1895 г. Вильгельм Рентген (Wilhelm Conrad Röntgen) открыл неизвестное излучение, которому впоследствии было присвоено его имя, а сам он его называл икс-лучами (X-Rays). Существует два принципа обнаружения и визуализации рентгеновского излучения: (i) прямой способ с помощью полупроводниковых материалов (a-Se, HgI2, CdTe, CdZnTe и др.), когда излучение непосредственно преобразуется в электрический сигнал и (ii) косвенный способ с использованием сцинтилляторов. Детекторы прямого действия характеризуются высоким разрешением, но скорость отклика, как правило, у них низкая. Сцинтилляторы, которые преобразуют рентгеновские лучи в ультрафиолетовый или видимый свет, коммерчески более выгодны вследствие относительно низкой стоимости производства, широкого выбора для индивидуальной настройки параметров и гибкого сочетания с сенсорными матрицами.
Недавно было показано (ACS Nano, 2019)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Квант Цвета
Самый разноцветный элемент — Иридий🟥 (часть 1) В Периодической системе есть элемент, получивший свое название за удивительно разнообразную окраску своих соединений в растворе. В металлическом состоянии он обладает высокой твердостью и чрезвычайно высокой…
Самый разноцветный элемент — Иридий🟥
(часть 2)
Внеземной элемент
Иридий — редчайший элемент на планете со средним содержанием 1 мг на тонну. Поразительно, но доля иридия в некоторых метеоритах превосходит естественное содержание в десятки и сотни раз. В 1980 обнаружили (Science, 1980)📕 значительные отложения иридия в слоях возрастом 65 млн лет, что соответствует времени предполагаемого падения на нашу планету гигантского астероида, который вызвал вымирание динозавров.
В 1977 при попытке получить комплекс иридия(III) с 2,2′-бипиридином химики выделили соединение с нехарактерными спектральными свойствами (JACS, 1977)📕 . Тайна этого комплекса была разгадана через несколько лет (ChemComm, 1981)📕 . Выяснилось, что Ir3+ способен замещать водород у атома углерода, образуя с последним ковалентную связь. За счет этого такой циклометаллированный комплекс оказывается существенно стабильнее комплекса, где металл образует связи только с атомами азота.
Развитие химии комплексов Ir3+ и изучение их оптических свойств показало, что они способны интенсивно фосфоресцировать во всем видимом диапазоне с возможностью тонкой настройки длины волны испускания и времени жизни возбужденного состояния путем модификации лигандов.
Уже в 1999 был собран первый фосфоресцентный светоизлучающий диод (PHOLED) на основе комплекса Ir3+ (APL, 1999)🏛 , продемонстрировавший качественное превосходство иридиевых комплексов над органическими эмиттерами в эффективности и стабильности. Впоследствии в разработку иридиевых комплексов помимо многочисленных научных коллективов включились такие гиганты, как Samsung и LG. В марте 2023 сообщили о том, что 20-летние разработки голубого излучающего материала увенчались успехом (News, 2023)📕 , а в декабре 2023 вышла в свет прорывная работа (Nature, 2023)📕 , посвященная тому, как сделать голубой PHOLED на основе иридиевого комплекса еще более стабильным. Исследования продолжаются, и, возможно, вскоре в дисплее каждого смартфона появится частичка внеземного происхождения.
#иридий
(часть 2)
Внеземной элемент
Иридий — редчайший элемент на планете со средним содержанием 1 мг на тонну. Поразительно, но доля иридия в некоторых метеоритах превосходит естественное содержание в десятки и сотни раз. В 1980 обнаружили (Science, 1980)
В 1977 при попытке получить комплекс иридия(III) с 2,2′-бипиридином химики выделили соединение с нехарактерными спектральными свойствами (JACS, 1977)
Развитие химии комплексов Ir3+ и изучение их оптических свойств показало, что они способны интенсивно фосфоресцировать во всем видимом диапазоне с возможностью тонкой настройки длины волны испускания и времени жизни возбужденного состояния путем модификации лигандов.
Уже в 1999 был собран первый фосфоресцентный светоизлучающий диод (PHOLED) на основе комплекса Ir3+ (APL, 1999)
#иридий
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
D-π-A Красители для DSSC
Один из наиболее дешевых по себестоимости подходов преобразования солнечной энергии в электричество включает использование сенсибилизирующего красителя для повышения светочувствительности солнечного элемента на основе оксидного полупроводника (Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC) (Nature, 1991)📕 . Благодаря способности таких элементов генерировать электричество даже от рассеянного света и ввиду их термической устойчивости интерес к ним по прежнему высок (Chemical Society Reviews, 2021)📕 .
При участии сотрудников Центра Цвета🏛 разработаны и протестированы в солнечных элементах D-π-A красители, содержащие тиено[3,2-b]индол, 7-(трет-бутил)тиено[3,2-b]индол или бензо[g]тиено[3,2-b]индол в качестве электронодонорной части, 2,2'-битиофен в качестве π-мостика и 2-цианакриловую кислоту в качестве акцептора электронов.
Наибольшая эффективность преобразования солнечного света в электрический ток в 4.41% достигнута для элемента на основе красителя, содержащего тиено[3,2-b]индол в качестве электронодонорной части. Ознакомиться с работой можно по ссылке (Dyes and Pigments, 2024)📕
Один из наиболее дешевых по себестоимости подходов преобразования солнечной энергии в электричество включает использование сенсибилизирующего красителя для повышения светочувствительности солнечного элемента на основе оксидного полупроводника (Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC) (Nature, 1991)
При участии сотрудников Центра Цвета
Наибольшая эффективность преобразования солнечного света в электрический ток в 4.41% достигнута для элемента на основе красителя, содержащего тиено[3,2-b]индол в качестве электронодонорной части. Ознакомиться с работой можно по ссылке (Dyes and Pigments, 2024)
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Изобретение, повлиявшее на изобразительное искусство
11 сентября 1841 г. американский художник Джон Рэнд подал патент на складной тюбик для краски. К середине XIX века большинство художников уже не смешивали краски самостоятельно, а покупали их у продавцов. Однако контейнеры, использовавшиеся до изобретения Дж.Рэнда, были довольно примитивными. Самым распространенным способом хранения краски было использование свиного пузыря, перевязанного веревкой. Для того, чтобы воспользоваться нужной краской необходимо было проткнуть пузырь булавкой или гвоздиком. Поскольку возможности заткнуть дыру не было, художники использовали всю краску прямо на месте. Свиные пузыри зачастую было трудно транспортировать, что ограничивало возможности художников, если они хотели поехать в определенное место.
Еще одним вариантом, доступным в начале XIX века, был своего рода стеклянный шприц, который позволял художникам выдавливать столько краски, сколько им было необходимо в данный момент. На создание одной пейзажной картины при этом часто требовались десятки сеансов. Переехав из США в Лондон, Джон Рэнд придумал оригинальное решение: взять идею шприца, но сделать трубку из тонких гибких кусков жести. Вместо того, чтобы выталкивать краску поршнем, художник мог сжимать трубку, а затем ее запечатать (завинчивающаяся крышка появилась только в 1859 г.).
Благодаря этому масляные краски сохраняли свежесть дольше, чем в свиных пузырях, а художники теперь могли брать с собой весь свой запас красок, когда выходили рисовать на природу. Поскольку на момент изобретения Рэнда олово было достаточно дорогим, потребовалось время, чтобы тюбики завоевали популярность среди художников. Но справедливость восторжествовала в конце концов, и все стали пользоваться именно такими тюбиками с краской. Жан Ренуар, сын великого импрессиониста Пьера Огюста Ренуара, утверждал, что его отец однажды сказал, что без трубок Рэнда «не было бы ни Сезанна, ни Моне, ни Сислея или Писсарро, ничего из того, что журналисты позже назвали импрессионизмом».
#история_цвета
11 сентября 1841 г. американский художник Джон Рэнд подал патент на складной тюбик для краски. К середине XIX века большинство художников уже не смешивали краски самостоятельно, а покупали их у продавцов. Однако контейнеры, использовавшиеся до изобретения Дж.Рэнда, были довольно примитивными. Самым распространенным способом хранения краски было использование свиного пузыря, перевязанного веревкой. Для того, чтобы воспользоваться нужной краской необходимо было проткнуть пузырь булавкой или гвоздиком. Поскольку возможности заткнуть дыру не было, художники использовали всю краску прямо на месте. Свиные пузыри зачастую было трудно транспортировать, что ограничивало возможности художников, если они хотели поехать в определенное место.
Еще одним вариантом, доступным в начале XIX века, был своего рода стеклянный шприц, который позволял художникам выдавливать столько краски, сколько им было необходимо в данный момент. На создание одной пейзажной картины при этом часто требовались десятки сеансов. Переехав из США в Лондон, Джон Рэнд придумал оригинальное решение: взять идею шприца, но сделать трубку из тонких гибких кусков жести. Вместо того, чтобы выталкивать краску поршнем, художник мог сжимать трубку, а затем ее запечатать (завинчивающаяся крышка появилась только в 1859 г.).
Благодаря этому масляные краски сохраняли свежесть дольше, чем в свиных пузырях, а художники теперь могли брать с собой весь свой запас красок, когда выходили рисовать на природу. Поскольку на момент изобретения Рэнда олово было достаточно дорогим, потребовалось время, чтобы тюбики завоевали популярность среди художников. Но справедливость восторжествовала в конце концов, и все стали пользоваться именно такими тюбиками с краской. Жан Ренуар, сын великого импрессиониста Пьера Огюста Ренуара, утверждал, что его отец однажды сказал, что без трубок Рэнда «не было бы ни Сезанна, ни Моне, ни Сислея или Писсарро, ничего из того, что журналисты позже назвали импрессионизмом».
#история_цвета
Муранское стекло и техника миллефиори
Муранское стекло, названное в честь острова Мурано, расположенного вблизи Венеции, ведет свою историю с XIII века, когда все стеклодувные мастерские во избежание многочисленных пожаров были переведены из Венеции на остров. Одна из самых удивительных техник, которая культивировалась в стеклодувных мастерских Мурано с давних времен и по нынешний день, называется миллефиори, что в переводе с итальянского означает «тысяча цветов» (Journal of Cleaner Production, 2017)📕 .
Технология миллефиори заключается в выдувании и вытягивании жгута из стеклянных прутов различного цвета, образующих в сечении требуемый цветной рисунок. В печи при высокой температуре прут разогревается, размягчается и вытягивается в более тонкий и длинный прут. При этом рисунок сжимается в размерах и становится практически филигранным, поскольку механические границы между отдельными прутками различных цветов исчезают, а сечение представляет однородный рисунок требуемой расцветки. После достижения требуемого рисунка прут разрезается на мелкие пластины порядка нескольких миллиметров. Срез такой пластины называется муриной, и он представляет собой красивый рисунок в виде цветка, ромба, колечка, сердечка и т.д. Затем множество таких мурин наносят путем накатывания на разогретый стеклянный сосуд, который после соответствующей термической обработки становится похожим на цветочную поляну.
Исследование древних бусинок, изготовленных по технологии миллефиори, с помощью рентгеноспектрального микроанализа позволило установить элементный состав поверхности бусин и предложить ряд пигментов, которыми могли пользоваться мастера (Radiation Physics and Chemistry, 2015)📕 .
Удивительное развитие техника миллефиори получила в работах нашего современника, американского художника-самоучки Лорена Стампа, который из муранского стекла создает потрясающие миниатюры: портреты, пейзажи и даже мини-копии сюжетных полотен. Л. Стамп складывает трубку таким образом, чтобы на ее поперечном срезе проявилось лицо, например, лик Мадонны.
Муранское стекло, названное в честь острова Мурано, расположенного вблизи Венеции, ведет свою историю с XIII века, когда все стеклодувные мастерские во избежание многочисленных пожаров были переведены из Венеции на остров. Одна из самых удивительных техник, которая культивировалась в стеклодувных мастерских Мурано с давних времен и по нынешний день, называется миллефиори, что в переводе с итальянского означает «тысяча цветов» (Journal of Cleaner Production, 2017)
Технология миллефиори заключается в выдувании и вытягивании жгута из стеклянных прутов различного цвета, образующих в сечении требуемый цветной рисунок. В печи при высокой температуре прут разогревается, размягчается и вытягивается в более тонкий и длинный прут. При этом рисунок сжимается в размерах и становится практически филигранным, поскольку механические границы между отдельными прутками различных цветов исчезают, а сечение представляет однородный рисунок требуемой расцветки. После достижения требуемого рисунка прут разрезается на мелкие пластины порядка нескольких миллиметров. Срез такой пластины называется муриной, и он представляет собой красивый рисунок в виде цветка, ромба, колечка, сердечка и т.д. Затем множество таких мурин наносят путем накатывания на разогретый стеклянный сосуд, который после соответствующей термической обработки становится похожим на цветочную поляну.
Исследование древних бусинок, изготовленных по технологии миллефиори, с помощью рентгеноспектрального микроанализа позволило установить элементный состав поверхности бусин и предложить ряд пигментов, которыми могли пользоваться мастера (Radiation Physics and Chemistry, 2015)
Удивительное развитие техника миллефиори получила в работах нашего современника, американского художника-самоучки Лорена Стампа, который из муранского стекла создает потрясающие миниатюры: портреты, пейзажи и даже мини-копии сюжетных полотен. Л. Стамп складывает трубку таким образом, чтобы на ее поперечном срезе проявилось лицо, например, лик Мадонны.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Самый разноцветный элемент — Иридий🟥
(часть 3)
Платиновый Институт
В начале XX века в России добывали более 90% мирового объема платиновых металлов. Однако вывозилась исключительно сырая платина и ее спутники, тогда как обратно в страну за куда большую стоимость металлы возвращались в виде готовых изделий. Столь нерациональное расходование национального богатства возмущало известных и авторитетных ученых страны (Чугаев, 1920). Для решения этой проблемы в 1918 выдающийся химик проф. Л.А. Чугаев основал Институт по изучению платины и других благородных металлов, который в 1922 возглавил акад. Н.С. Курнаков. Задачи Института состояли в разработке надежных и простых способов обнаружения каждого платиноида, высокоэффективных методов разделения их друг от друга и методик аффинажа.
При создании ИОНХ🏛 в 1934 Платиновый Институт вошел в его состав. Научную программу исследований Л.А. Чугаева в ИОНХ продолжила плеяда его знаменитых учеников: акад. И.И. Черняев, чл.-корр. Н.К. Пшеницын, проф. О.Е. Звягинцев и др., которые успешно решили поставленные задачи, существенно обогатив знания о химии платиновых металлов и обеспечив химическую промышленность страны необходимыми технологиями и аналитическими методиками.
Noblesse oblige
В Центре цвета активно работают по научным направлениям, заложенным основателями ИОНХ, с учетом современных потребностей в эффективных фотосенсибилизаторах, эмиттерах, (фото)катализаторах и т.п. на основе металлоорганических комплексов металлов платиновой группы. Разработаны методы синтеза наиболее перспективных циклометаллированных комплексов иридия(III) и усовершенствованы способы управления электронной структурой комплексов с целью придания им требуемого набора физико-химических свойств (Dalton Transactions, 2023)📕 . Расширены возможности молекулярного дизайна комплексов иридия(III) (Dalton Transactions, 2023)📕 и найдены способы воздействия на оптические свойства комплексов за счет использования нековалентных взаимодействий в кристаллах (Dalton Transactions, 2023)📕 .
#иридий
(часть 3)
Платиновый Институт
В начале XX века в России добывали более 90% мирового объема платиновых металлов. Однако вывозилась исключительно сырая платина и ее спутники, тогда как обратно в страну за куда большую стоимость металлы возвращались в виде готовых изделий. Столь нерациональное расходование национального богатства возмущало известных и авторитетных ученых страны (Чугаев, 1920). Для решения этой проблемы в 1918 выдающийся химик проф. Л.А. Чугаев основал Институт по изучению платины и других благородных металлов, который в 1922 возглавил акад. Н.С. Курнаков. Задачи Института состояли в разработке надежных и простых способов обнаружения каждого платиноида, высокоэффективных методов разделения их друг от друга и методик аффинажа.
При создании ИОНХ
Noblesse oblige
В Центре цвета активно работают по научным направлениям, заложенным основателями ИОНХ, с учетом современных потребностей в эффективных фотосенсибилизаторах, эмиттерах, (фото)катализаторах и т.п. на основе металлоорганических комплексов металлов платиновой группы. Разработаны методы синтеза наиболее перспективных циклометаллированных комплексов иридия(III) и усовершенствованы способы управления электронной структурой комплексов с целью придания им требуемого набора физико-химических свойств (Dalton Transactions, 2023)
#иридий
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM