Papilarni uzorci na ljudskim prstima ostaju u osnovi nepromijenjeni u svojoj topološkoj strukturi od rođenja, posjeduju različite karakteristike od osobe do osobe, a papilarni uzorci na svakom prstu iste osobe su također različiti. Uzorak papile na prstima je izbočen i raspoređen sa mnogo pora znoja. Ljudsko tijelo kontinuirano luči tvari na bazi vode kao što je znoj i uljne tvari poput ulja. Ove supstance će se prenijeti i taložiti na objektu kada dođu u kontakt, stvarajući otiske na objektu. Upravo zbog jedinstvenih karakteristika otisaka ruku, kao što su njihova individualna specifičnost, doživotna stabilnost i reflektirajuća priroda tragova dodira, otisci prstiju su od prve upotrebe otisaka prstiju za ličnu identifikaciju postali prepoznatljiv simbol kriminalističke istrage i prepoznavanja ličnog identiteta. u kasnom 19. vijeku.
Na mjestu zločina, osim trodimenzionalnih i ravnih otisaka prstiju u boji, stopa pojavljivanja potencijalnih otisaka prstiju je najveća. Potencijalni otisci prstiju obično zahtijevaju vizualnu obradu kroz fizičke ili kemijske reakcije. Uobičajene potencijalne metode razvoja otisaka prstiju uglavnom uključuju optički razvoj, razvoj praha i hemijski razvoj. Među njima, razvoj praha favoriziraju lokalne jedinice zbog jednostavnog rada i niske cijene. Međutim, ograničenja tradicionalnog prikaza otiska prsta zasnovanog na prahu više ne zadovoljavaju potrebe kriminalističkih tehničara, kao što su složene i raznolike boje i materijali predmeta na mjestu zločina, te loš kontrast između otiska prsta i boje pozadine; Veličina, oblik, viskozitet, odnos sastava i performanse čestica praha utiču na osetljivost izgleda praha; Selektivnost tradicionalnih prahova je loša, posebno pojačana adsorpcija mokrih predmeta na prah, što uvelike smanjuje razvojnu selektivnost tradicionalnih prahova. Posljednjih godina djelatnici kriminalističke nauke i tehnologije kontinuirano istražuju nove materijale i metode sinteze, među kojima suretke zemljeluminiscentni materijali privukli su pažnju osoblja kriminalističke nauke i tehnologije zbog svojih jedinstvenih luminiscentnih svojstava, visokog kontrasta, visoke osjetljivosti, visoke selektivnosti i niske toksičnosti u primjeni prikaza otiska prsta. Postepeno ispunjene 4f orbitale rijetkih zemljanih elemenata daju im vrlo bogate energetske nivoe, a orbitale elektrona 5s i 5P sloja rijetkih zemljanih elemenata su potpuno ispunjene. Elektroni 4f sloja su zaštićeni, dajući elektronima 4f sloja jedinstven način kretanja. Stoga rijetki zemni elementi pokazuju odličnu fotostabilnost i kemijsku stabilnost bez fotoizbjeljivanja, prevazilazeći ograničenja uobičajeno korištenih organskih boja. Osim toga,retke zemljeelementi također imaju superiorna električna i magnetska svojstva u odnosu na druge elemente. Jedinstvena optička svojstvaretke zemljejoni, kao što su dug životni vek fluorescencije, mnoge uske apsorpcione i emisione trake, i velike apsorpcije energije i emisione praznine, privukli su široku pažnju u srodnim istraživanjima prikaza otiska prsta.
Među brojnimretke zemljeelementi,europiumje najčešće korišćeni luminiscentni materijal. Demarcay, pronalazačeuropium1900. prvi put opisao oštre linije u apsorpcionom spektru rastvora Eu3+. Urban je 1909. opisao katodoluminiscencijuGd2O3: Eu3+. Godine 1920. Prandtl je prvi put objavio spektre apsorpcije Eu3+, potvrđujući De Mareova zapažanja. Spektar apsorpcije Eu3+ je prikazan na slici 1. Eu3+ se obično nalazi na C2 orbitali kako bi olakšao prijelaz elektrona sa nivoa 5D0 na 7F2, čime se oslobađa crvena fluorescencija. Eu3+ može postići prijelaz iz osnovnog stanja elektrona na najniži nivo energije pobuđenog stanja unutar opsega talasnih dužina vidljive svjetlosti. Pod ekscitacijom ultraljubičastog svjetla, Eu3+ pokazuje jaku crvenu fotoluminiscenciju. Ova vrsta fotoluminiscencije nije primjenjiva samo na Eu3+ ione dopirane u kristalne podloge ili stakla, već i na komplekse sintetizirane seuropiumi organske ligande. Ovi ligandi mogu poslužiti kao antene za apsorpciju pobudne luminiscencije i prijenos energije pobuđivanja na više energetske nivoe Eu3+ jona. Najvažnija primjena odeuropiumje crveni fluorescentni prahY2O3: Eu3+(YOX) je važna komponenta fluorescentnih sijalica. Pobuđivanje Eu3+ crvenim svjetlom može se postići ne samo ultraljubičastim svjetlom, već i elektronskim snopom (katodoluminiscencija), rendgenskim γ zračenjem α ili β česticama, elektroluminiscencijom, trenjem ili mehaničkom luminiscencijom i hemiluminiscencijskim metodama. Zbog svojih bogatih luminiscentnih svojstava, široko je korištena biološka sonda u oblastima biomedicinskih ili bioloških nauka. Posljednjih godina je također pobudio istraživački interes kriminalističko-tehnološkog osoblja u oblasti forenzičke nauke, pružajući dobar izbor za probijanje ograničenja tradicionalne metode praha za prikazivanje otisaka prstiju, i ima značajan značaj u poboljšanju kontrasta, osjetljivost i selektivnost prikaza otiska prsta.
Slika 1 Eu3+apsorpcioni spektrogram
1, princip luminiscencijerijetka zemlja europijumkompleksi
Elektronske konfiguracije osnovnog i pobuđenog stanjaeuropiumjoni su oba tipa 4fn. Zbog odličnog efekta zaštite s i d orbitala okoeuropiumjona na 4f orbitalama, ff tranzicije odeuropiumjoni pokazuju oštre linearne trake i relativno dug životni vijek fluorescencije. Međutim, zbog niske fotoluminiscencije jona europijuma u oblastima ultraljubičastog i vidljivog svjetla, organski ligandi se koriste za formiranje kompleksa saeuropiumjona za poboljšanje koeficijenta apsorpcije ultraljubičastog i vidljivog područja. Fluorescencija koju emitujeeuropiumkompleksi ne samo da imaju jedinstvene prednosti visokog intenziteta fluorescencije i visoke čistoće fluorescencije, već se također mogu poboljšati korištenjem visoke efikasnosti apsorpcije organskih spojeva u ultraljubičastim i vidljivim područjima svjetlosti. Energija pobude potrebna zaeuropiumjonska fotoluminiscencija je visoka. Nedostatak niske efikasnosti fluorescencije. Postoje dva glavna principa luminiscencijerijetka zemlja europijumkompleksi: jedan je fotoluminiscencija, za koju je potreban ligand odeuropiumkompleksi; Drugi aspekt je da efekat antene može poboljšati osjetljivosteuropiumjonska luminiscencija.
Nakon što je pobuđen vanjskim ultraljubičastim ili vidljivim svjetlom, organski ligand uretke zemljekompleksni prijelazi iz osnovnog stanja S0 u pobuđeno singletno stanje S1. Elektroni pobuđenog stanja su nestabilni i vraćaju se u osnovno stanje S0 kroz zračenje, oslobađajući energiju da ligand emituje fluorescenciju, ili povremeno skaču u svoje trostruko pobuđeno stanje T1 ili T2 putem neradijativnih sredstava; Trostruko pobuđena stanja oslobađaju energiju kroz zračenje da bi proizvela fosforescenciju liganda ili prenijela energiju nametal europijumjoni kroz neradijativni intramolekularni prijenos energije; Nakon što su pobuđeni, joni europijuma prelaze iz osnovnog u pobuđeno stanje, ieuropiumjoni u pobuđenom stanju prelaze na niskoenergetski nivo, na kraju se vraćajući u osnovno stanje, oslobađajući energiju i stvarajući fluorescenciju. Stoga, uvođenjem odgovarajućih organskih liganda za interakcijuretke zemljejone i senzibiliziraju centralne metalne ione kroz neradijativni prijenos energije unutar molekula, efekat fluorescencije jona rijetkih zemalja može se znatno povećati i potreba za vanjskom energijom pobude može se smanjiti. Ovaj fenomen je poznat kao antenski efekat liganada. Dijagram energetskog nivoa prijenosa energije u Eu3+kompleksima prikazan je na slici 2.
U procesu prijenosa energije iz tripletnog pobuđenog stanja u Eu3+, energetski nivo pobuđenog stanja tripleta liganda mora biti viši ili u skladu sa energetskim nivoom Eu3+pobuđenog stanja. Ali kada je nivo trojne energije liganda mnogo veći od najniže energije pobuđenog stanja Eu3+, efikasnost prenosa energije će takođe biti znatno smanjena. Kada je razlika između tripletnog stanja liganda i najnižeg pobuđenog stanja Eu3+ mala, intenzitet fluorescencije će oslabiti zbog uticaja brzine termičke deaktivacije tripletnog stanja liganda. β-diketonski kompleksi imaju prednosti jakog koeficijenta UV apsorpcije, jake sposobnosti koordinacije, efikasnog prijenosa energije saretke zemljes, i mogu postojati u čvrstom i tekućem obliku, što ih čini jednim od najčešće korištenih liganda uretke zemljekompleksi.
Slika 2 Dijagram energetskog nivoa prenosa energije u Eu3+kompleksu
2.Synthesis Method ofRijetka zemlja EuropiumKompleksi
2.1 Visokotemperaturna metoda sinteze u čvrstom stanju
Metoda visokotemperaturnog čvrstog stanja je uobičajena metoda za pripremuretke zemljeluminiscentnih materijala, a široko se koristi i u industrijskoj proizvodnji. Metoda visokotemperaturne sinteze u čvrstom stanju je reakcija sučelja čvrste materije u uslovima visoke temperature (800-1500 ℃) za stvaranje novih jedinjenja difuzijom ili transportom čvrstih atoma ili jona. Za pripremu se koristi visokotemperaturna metoda čvrste fazeretke zemljekompleksi. Prvo, reaktanti se miješaju u određenom omjeru, a odgovarajuća količina fluksa se dodaje u malter za temeljito mljevenje kako bi se osiguralo jednolično miješanje. Nakon toga, mljeveni reaktanti se stavljaju u visokotemperaturnu peć za kalcinaciju. Tokom procesa kalcinacije, oksidacija, redukcija ili inertni plinovi se mogu puniti prema potrebama eksperimentalnog procesa. Nakon kalcinacije na visokim temperaturama, formira se matrica sa specifičnom kristalnom strukturom, kojoj se dodaju aktivatorski ioni rijetkih zemalja kako bi se formirao luminiscentni centar. Kalcinirani kompleks treba da prođe hlađenje, ispiranje, sušenje, ponovno mljevenje, kalcinaciju i prosejavanje na sobnoj temperaturi da bi se dobio proizvod. Općenito, potrebno je više procesa mljevenja i kalcinacije. Višestruko mljevenje može ubrzati brzinu reakcije i učiniti reakciju potpunijom. To je zato što proces mljevenja povećava kontaktnu površinu reaktanata, značajno poboljšavajući difuziju i brzinu transporta jona i molekula u reaktantima, čime se poboljšava efikasnost reakcije. Međutim, različita vremena kalcinacije i temperature će uticati na strukturu formirane kristalne matrice.
Visokotemperaturna metoda čvrstog stanja ima prednosti jednostavnog procesa procesa, niske cijene i kratke potrošnje vremena, što ga čini zrelom tehnologijom pripreme. Međutim, glavni nedostaci visokotemperaturne metode čvrstog stanja su: prvo, potrebna je temperatura reakcije previsoka, što zahtijeva visoku opremu i instrumente, troši veliku energiju i teško je kontrolisati morfologiju kristala. Morfologija proizvoda je neujednačena, pa čak i uzrokuje oštećenje kristalnog stanja, što utiče na performanse luminiscencije. Drugo, nedovoljno mljevenje otežava ravnomjerno miješanje reaktanata, a čestice kristala su relativno velike. Zbog ručnog ili mehaničkog mljevenja, nečistoće se neizbježno miješaju da utiču na luminescenciju, što rezultira niskom čistoćom proizvoda. Treći problem je neravnomjerno nanošenje premaza i loša gustina tokom procesa nanošenja. Lai et al. sintetizirao seriju Sr5 (PO4) 3Cl jednofaznih polihromatskih fluorescentnih prahova dopiranih sa Eu3+ i Tb3+ koristeći tradicionalnu visokotemperaturnu metodu čvrstog stanja. Pod skoro ultraljubičastim pobuđivanjem, fluorescentni prah može podesiti boju luminescencije fosfora iz plave regije u zelenu regiju u skladu s koncentracijom dopinga, poboljšavajući defekte niskog indeksa prikaza boje i visoke temperature boje u bijelim diodama koje emituju svjetlost . Visoka potrošnja energije glavni je problem u sintezi fluorescentnih prahova na bazi borofosfata visokotemperaturnom čvrstom metodom. Trenutno je sve više naučnika posvećeno razvoju i traženju odgovarajućih matrica za rešavanje problema visoke potrošnje energije visokotemperaturne metode čvrstog stanja. U 2015. godini, Hasegawa et al. završio je niskotemperaturnu čvrstoću pripremu faze Li2NaBP2O8 (LNBP) koristeći prostornu grupu P1 trikliničkog sistema po prvi put. 2020. Zhu et al. izvijestio je o putu sinteze u čvrstom stanju na niskoj temperaturi za novi Li2NaBP2O8:Eu3+(LNBP:Eu) fosfor, istražujući nisku potrošnju energije i jeftin put sinteze za neorganske fosfore.
2.2 Metoda koprecipitacije
Metoda koprecipitacije je također uobičajena metoda sinteze “meke kemije” za pripremu neorganskih rijetkih zemnih luminiscentnih materijala. Metoda koprecipitacije uključuje dodavanje precipitanta reaktantu, koji reagira sa kationima u svakom reaktantu kako bi se formirao precipitat ili hidrolizira reaktant pod određenim uvjetima kako bi se formirali oksidi, hidroksidi, nerastvorljive soli, itd. Ciljni proizvod se dobiva filtracijom, pranje, sušenje i drugi procesi. Prednosti metode koprecipitacije su jednostavan rad, kratka potrošnja, niska potrošnja energije i visoka čistoća proizvoda. Njegova najistaknutija prednost je da njegova mala veličina čestica može direktno generirati nanokristale. Nedostaci metode koprecipitacije su: prvo, dobijeni fenomen agregacije proizvoda je ozbiljan, što utiče na luminiscentne performanse fluorescentnog materijala; Drugo, oblik proizvoda je nejasan i teško ga je kontrolisati; Treće, postoje određeni zahtjevi za odabir sirovina, a uslovi taloženja između svakog reaktanata trebaju biti što sličniji ili identični, što nije pogodno za primjenu više komponenti sistema. K. Petcharoen et al. sintetizirane sferične nanočestice magnetita koristeći amonijum hidroksid kao precipitant i metodu hemijske koprecipitacije. Sirćetna kiselina i oleinska kiselina uvedene su kao sredstva za oblaganje tokom početne faze kristalizacije, a veličina nanočestica magnetita je kontrolisana u rasponu od 1-40nm promjenom temperature. Dobro dispergovane nanočestice magnetita u vodenom rastvoru dobijene su modifikacijom površine, poboljšavajući fenomen aglomeracije čestica u metodi koprecipitacije. Kee et al. uporedili su efekte hidrotermalne metode i metode koprecipitacije na oblik, strukturu i veličinu čestica Eu-CSH. Oni su istakli da hidrotermalna metoda generiše nanočestice, dok metoda koprecipitacije generiše submikronske prizmatične čestice. U poređenju sa metodom koprecipitacije, hidrotermalna metoda pokazuje veću kristalnost i bolji intenzitet fotoluminiscencije u pripremi praha Eu-CSH. JK Han et al. razvio je novu metodu koprecipitacije koristeći nevodeni rastvarač N,N-dimetilformamid (DMF) za pripremu (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosfora sa uskom distribucijom veličine i visokom kvantnom efikasnošću u blizini sfernih nano ili submikronskih čestica veličine. DMF može smanjiti reakcije polimerizacije i usporiti brzinu reakcije tokom procesa taloženja, pomažući u sprječavanju agregacije čestica.
2.3 Metoda hidrotermalne/termičke sinteze rastvarača
Hidrotermalna metoda počela je sredinom 19. stoljeća kada su geolozi simulirali prirodnu mineralizaciju. Početkom 20. stoljeća, teorija je postepeno sazrevala i trenutno je jedna od najperspektivnijih metoda kemije rješenja. Hidrotermalna metoda je proces u kojem se vodena para ili vodena otopina koristi kao medij (za transport iona i molekularnih grupa i prijenos tlaka) da bi se postiglo subkritično ili superkritično stanje u zatvorenom okruženju visoke temperature i visokog tlaka (prvi ima temperatura od 100-240 ℃, dok ova druga ima temperaturu do 1000 ℃), ubrzavaju brzinu reakcije hidrolize sirovog materijala, a pod jakom konvekcijom, joni i molekularne grupe difundiraju do niske temperature radi rekristalizacije. Temperatura, pH vrijednost, vrijeme reakcije, koncentracija i vrsta prekursora tokom procesa hidrolize utiču na brzinu reakcije, izgled kristala, oblik, strukturu i brzinu rasta u različitim stepenima. Povećanje temperature ne samo da ubrzava otapanje sirovina, već i povećava efektivni sudar molekula kako bi se potaklo formiranje kristala. Različite stope rasta svake kristalne ravni u pH kristalima su glavni faktori koji utiču na kristalnu fazu, veličinu i morfologiju. Dužina reakcionog vremena takođe utiče na rast kristala, a što je vreme duže, to je povoljnije za rast kristala.
Prednosti hidrotermalne metode se uglavnom manifestuju u: prvo, visokoj kristalnoj čistoći, bez zagađenja nečistoćama, uskoj distribuciji veličine čestica, velikom prinosu i raznovrsnoj morfologiji proizvoda; Drugi je taj što je proces rada jednostavan, troškovi su niski, a potrošnja energije niska. Većina reakcija se odvija u okruženjima sa srednjim do niskim temperaturama, a uslove reakcije je lako kontrolisati. Opseg primjene je širok i može zadovoljiti zahtjeve pripreme različitih oblika materijala; Treće, pritisak zagađenja životne sredine je nizak i relativno je prijateljski za zdravlje operatera. Njegovi glavni nedostaci su to što na prekursora reakcije lako utiču pH, temperatura i vreme, a proizvod ima nizak sadržaj kiseonika.
Solvotermalna metoda koristi organske rastvarače kao reakcijski medij, čime se dodatno proširuje primjena hidrotermalnih metoda. Zbog značajnih razlika u fizičkim i hemijskim svojstvima između organskih rastvarača i vode, mehanizam reakcije je složeniji, a izgled, struktura i veličina proizvoda raznovrsniji. Nallappan et al. sintetizirali kristale MoOx s različitim morfologijama od lima do nanoštapa kontrolirajući vrijeme reakcije hidrotermalnom metodom koristeći natrijum dialkil sulfat kao sredstvo za usmjeravanje kristala. Dianwen Hu et al. sintetizovani kompozitni materijali na bazi polioksimolibden kobalta (CoPMA) i UiO-67 ili koji sadrže bipiridilne grupe (UiO-bpy) solvotermalnom metodom optimizacijom uslova sinteze.
2.4 Sol gel metoda
Sol gel metoda je tradicionalna hemijska metoda za pripremu neorganskih funkcionalnih materijala, koja se široko koristi u pripremi metalnih nanomaterijala. Godine 1846. Elbelmen je prvi put koristio ovu metodu za pripremu SiO2, ali njena upotreba još nije bila zrela. Metoda pripreme je uglavnom dodavanje aktivatora jona rijetkih zemalja u početnu reakcijsku otopinu kako bi se rastvarač ispario kako bi se napravio gel, a pripremljeni gel dobiva ciljni proizvod nakon temperaturne obrade. Fosfor proizveden sol gel metodom ima dobru morfologiju i strukturne karakteristike, a proizvod ima malu ujednačenu veličinu čestica, ali treba poboljšati njegovu luminoznost. Proces pripreme sol-gel metode je jednostavan i lak za rukovanje, temperatura reakcije je niska, a sigurnosni učinak je visok, ali je vrijeme dugo, a količina svakog tretmana je ograničena. Gaponenko i dr. pripremio amorfnu BaTiO3/SiO2 višeslojnu strukturu centrifugiranjem i termičkom obradom sol-gel metodom sa dobrom transmisivnošću i indeksom prelamanja, te istaknuo da će indeks loma BaTiO3 filma rasti s povećanjem koncentracije sol. Godine 2007. istraživačka grupa Liu L-a uspješno je uhvatila visoko fluorescentni i svjetlosno stabilan Eu3+metalni jon/senzibilizator kompleks u nanokompozitima na bazi silicijum dioksida i dopiranom suhom gelu koristeći sol gel metodu. U nekoliko kombinacija različitih derivata senzibilizatora rijetkih zemalja i nanoporoznih šablona silicijum dioksida, upotreba 1,10-fenantrolina (OP) senzibilizatora u tetraetoksisilan (TEOS) šablonu daje najbolji suhi gel dopiran fluorescencijom za testiranje spektralnih svojstava Eu3+.
2.5 Metoda mikrotalasne sinteze
Metoda mikrovalne sinteze je nova zelena metoda kemijske sinteze bez zagađenja u usporedbi s visokotemperaturnom metodom čvrstog stanja, koja se široko koristi u sintezi materijala, posebno u području sinteze nanomaterijala, pokazujući dobar razvojni zamah. Mikrotalasna pećnica je elektromagnetski talas sa talasnom dužinom između 1nn i 1m. Mikrovalna metoda je proces u kojem mikroskopske čestice unutar početnog materijala prolaze polarizaciju pod utjecajem vanjskog elektromagnetnog polja. Kako se smjer mikrovalnog električnog polja mijenja, smjer kretanja i rasporeda dipola se kontinuirano mijenjaju. Histerezni odgovor dipola, kao i konverzija njihove vlastite toplinske energije bez potrebe za sudarom, trenjem i dielektričnim gubitkom između atoma i molekula, postiže efekt grijanja. Zbog činjenice da mikrovalno grijanje može ravnomjerno zagrijati cijeli reakcijski sistem i brzo provoditi energiju, čime se potiče napredak organskih reakcija, u poređenju sa tradicionalnim metodama pripreme, metoda mikrovalne sinteze ima prednosti velike brzine reakcije, zelene sigurnosti, male i ujednačene veličina čestica materijala i visoka čistoća faze. Međutim, većina izvještaja trenutno koristi mikrovalne apsorbere kao što su ugljični prah, Fe3O4 i MnO2 kako bi indirektno osigurali toplinu za reakciju. Supstance koje se lako apsorbuju u mikrotalasima i koje mogu aktivirati same reaktante trebaju dalje istraživanje. Liu et al. kombinovao je metodu koprecipitacije sa mikrotalasnom metodom za sintetizaciju čistog spinela LiMn2O4 sa poroznom morfologijom i dobrim svojstvima.
2.6 Metoda sagorevanja
Metoda sagorijevanja temelji se na tradicionalnim metodama grijanja, koje koriste sagorijevanje organske tvari za stvaranje ciljanog proizvoda nakon što se otopina ispari do suha. Gas koji nastaje sagorevanjem organske materije može efikasno usporiti pojavu aglomeracije. U poređenju sa metodom grejanja u čvrstom stanju, smanjuje potrošnju energije i pogodan je za proizvode sa niskim zahtevima za temperaturu reakcije. Međutim, proces reakcije zahtijeva dodavanje organskih spojeva, što povećava cijenu. Ova metoda ima mali kapacitet obrade i nije prikladna za industrijsku proizvodnju. Proizvod proizveden metodom sagorevanja ima malu i ujednačenu veličinu čestica, ali zbog kratkog procesa reakcije može biti nepotpunih kristala, što utiče na performanse luminiscencije kristala. Anning et al. koristio La2O3, B2O3 i Mg kao početne materijale i koristio sintezu uz pomoć soli za proizvodnju LaB6 praha u serijama u kratkom vremenskom periodu.
3. Primjena odrijetka zemlja europijumkompleksa u razvoju otisaka prstiju
Metoda prikaza u prahu je jedna od najklasičnijih i tradicionalnih metoda prikaza otiska prsta. Trenutno se prahovi koji prikazuju otiske prstiju mogu podijeliti u tri kategorije: tradicionalni praškovi, kao što su magnetni prahovi sastavljeni od finog željeznog praha i ugljičnog praha; Metalni prah, kao što je zlatni prah,srebrni prah, i drugi metalni prah sa mrežastom strukturom; Fluorescentni prah. Međutim, tradicionalni puderi često imaju velike poteškoće u prikazivanju otisaka prstiju ili starih otisaka prstiju na složenim pozadinskim objektima, te imaju određeni toksičan učinak na zdravlje korisnika. Posljednjih godina osoblje kriminalističke nauke i tehnologije sve više favorizira primjenu nano fluorescentnih materijala za prikaz otisaka prstiju. Zbog jedinstvenih luminiscentnih svojstava Eu3+ i široke primjeneretke zemljesupstance,rijetka zemlja europijumkompleksi ne samo da su postali žarište istraživanja u oblasti forenzičke nauke, već pružaju i šire istraživačke ideje za prikaz otisaka prstiju. Međutim, Eu3+ u tekućinama ili čvrstim tvarima ima slab učinak apsorpcije svjetlosti i treba ga kombinirati s ligandima da bi senzibilizirao i emitovao svjetlost, omogućavajući Eu3+ da pokaže jače i postojanije fluorescentne osobine. Trenutno, najčešće korišćeni ligandi uglavnom uključuju β-diketone, karboksilne kiseline i karboksilatne soli, organske polimere, supramolekularne makrocikluse, itd. Uz dubinsko istraživanje i primjenurijetka zemlja europijumkompleksa, otkriveno je da u vlažnim sredinama dolazi do vibracija koordinacijskih molekula H2O ueuropiumkompleksi mogu uzrokovati gašenje luminiscencije. Stoga, kako bi se postigla bolja selektivnost i jak kontrast u prikazu otiska prsta, potrebno je uložiti napore da se prouči kako poboljšati termičku i mehaničku stabilnosteuropiumkompleksi.
2007. istraživačka grupa Liu L-a bila je pionir uvođenjaeuropiumkompleksa u oblasti prikaza otisaka prstiju po prvi put u zemlji i inostranstvu. Visoko fluorescentni i svjetlosno stabilni Eu3+metalni ion/senzibilizator kompleksi uhvaćeni sol gel metodom mogu se koristiti za potencijalnu detekciju otisaka prstiju na različitim materijalima vezanim za forenziku, uključujući zlatnu foliju, staklo, plastiku, papir u boji i zeleno lišće. Istraživačka istraživanja su predstavila proces pripreme, UV/Vis spektre, karakteristike fluorescencije i rezultate označavanja otisaka prstiju ovih novih Eu3+/OP/TEOS nanokompozita.
2014. Seung Jin Ryu et al. prvo formirao Eu3+kompleks ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) heksahidratomeuropijum hlorid(EuCl3 · 6H2O) i 1-10 fenantrolin (Phen). Kroz reakciju ionske izmjene između međuslojnih jona natrijuma ieuropiumkompleksni joni, dobijeni su interkalirani nano hibridni spojevi (Eu (Phen) 2) 3+- sintetizirani litijum sapun i Eu (Phen) 2) 3+- prirodni montmorilonit). Pod ekscitacijom UV lampe na talasnoj dužini od 312nm, ova dva kompleksa ne samo da održavaju karakteristične fenomene fotoluminiscencije, već imaju i veću termičku, hemijsku i mehaničku stabilnost u poređenju sa čistim Eu3+ kompleksima. Međutim, zbog odsustva ugašenih iona nečistoća kao što je gvožđe u glavnom telu litijum sapunice, [Eu (Phen) 2] 3+- litijum sapunica ima bolji intenzitet luminiscencije od [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilonita, a otisak prsta pokazuje jasnije linije i jači kontrast sa pozadinom. U 2016. godini, V Sharma et al. sintetizovani stroncijum aluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano fluorescentni prah metodom sagorevanja. Puder je pogodan za prikaz svježih i starih otisaka prstiju na propusnim i nepropustljivim predmetima kao što su obični papir u boji, papir za pakovanje, aluminijska folija i optički diskovi. Ne samo da pokazuje visoku osjetljivost i selektivnost, već ima i jake i dugotrajne karakteristike naknadnog sjaja. U 2018. godini, Wang et al. pripremljene nanočestice CaS (ESM-CaS-NP) dopirane saeuropium, samarijumi mangan sa prosječnim prečnikom od 30nm. Nanočestice su inkapsulirane amfifilnim ligandima, omogućavajući im da budu jednolično dispergovane u vodi bez gubitka efikasnosti fluorescencije; Komodifikacija površine ESM-CaS-NP sa 1-dodeciltiolom i 11-merkaptoundekanskom kiselinom (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NP uspješno je riješila problem gašenja fluorescencije u vodi i agregacije čestica uzrokovanih hidrolizom čestica u nanofluorescentima prah. Ovaj fluorescentni prah ne samo da pokazuje potencijalne otiske prstiju na objektima kao što su aluminijska folija, plastika, staklo i keramičke pločice s visokom osjetljivošću, već ima i širok spektar izvora svjetlosti i ne zahtijeva skupu opremu za ekstrakciju slike za prikaz otisaka prstiju。U iste godine, Wangova istraživačka grupa je sintetizirala niz ternarniheuropiumkompleksi [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] koristeći orto, meta i p-metilbenzojevu kiselinu kao prvi ligand i orto fenantrolin kao drugi ligand primjenom metode precipitacije. Pod ultraljubičastim zračenjem od 245 nm, potencijalni otisci prstiju na predmetima kao što su plastika i zaštitni znakovi mogu biti jasno prikazani. 2019. Sung Jun Park i dr. sintetizovani YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosfori solvotermalnom metodom, efikasno poboljšavajući potencijalnu detekciju otiska prsta i smanjujući interferenciju pozadinskog uzorka. 2020. godine, Prabakaran i dr. razvio fluorescentni Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-dekstroza kompozit, koristeći EuCl3 · 6H20 kao prekursor. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 je sintetiziran pomoću Phen i 5,5' – DMBP metodom vrućeg rastvarača, a zatim Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 i D-dekstroza su korišteni kao prekursori za formiranje Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 metodom adsorpcije. 3/D-dekstroza kompleks. Kroz eksperimente, kompozit može jasno prikazati otiske prstiju na objektima kao što su čepovi plastičnih boca, čaše i južnoafrička valuta pod ekscitacijom 365 nm sunčeve svjetlosti ili ultraljubičastog svjetla, s većim kontrastom i stabilnijim performansama fluorescencije. 2021. Dan Zhang et al. uspješno dizajniran i sintetiziran novi heksanuklearni Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY sa šest mjesta vezivanja, koji ima odličnu fluorescentnu termičku stabilnost (<50 ℃) i može se koristiti za prikaz otisaka prstiju. Međutim, potrebni su daljnji eksperimenti kako bi se odredila pogodna vrsta gostiju. Godine 2022. L Brini et al. uspješno sintetizirao Eu: Y2Sn2O7 fluorescentni prah metodom koprecipitacije i daljnjim mljevenjem, koji može otkriti potencijalne otiske prstiju na drvenim i nepropusnim predmetima. Iste godine, Wangova istraživačka grupa je sintetizirala NaYF4: Yb koristeći metodu termalne sinteze otapala, Er@YVO4 Eu jezgro -nanofluorescentni materijal tipa školjke, koji može generirati crvenu fluorescenciju ispod 254nm ultraljubičasta ekscitacija i svijetlo zelena fluorescencija pod 980nm bliskom infracrvenom ekscitacijom, postižući dvostruki način prikaza potencijalnih otisaka prstiju na gostu. Potencijalni prikaz otiska prsta na objektima kao što su keramičke pločice, plastični limovi, legure aluminija, RMB i memorandum u boji pokazuje visoku osjetljivost, selektivnost, kontrast i jaku otpornost na pozadinske smetnje.
4 Outlook
Posljednjih godina istraživanja orijetka zemlja europijumkompleksi su privukli veliku pažnju, zahvaljujući svojim odličnim optičkim i magnetskim svojstvima kao što su visok intenzitet luminiscencije, visoka čistoća boje, dug životni vijek fluorescencije, veliki apsorpcijski i emisioni jaz, te uski apsorpcijski vrhovi. Sa produbljivanjem istraživanja rijetkih zemnih materijala, njihova primjena u različitim oblastima kao što su rasvjeta i displej, bionauka, poljoprivreda, vojska, industrija elektroničkih informacija, optički prijenos informacija, fluorescentna zaštita od krivotvorina, detekcija fluorescencije, itd. postaju sve raširenije. Optička svojstvaeuropiumkompleksi su odlični, a njihova polja primjene se postepeno šire. Međutim, njihov nedostatak termičke stabilnosti, mehaničkih svojstava i obradivosti ograničit će njihovu praktičnu primjenu. Iz trenutne istraživačke perspektive, primjena istraživanja optičkih svojstavaeuropiumkompleksi u oblasti forenzičke nauke trebalo bi uglavnom da se fokusiraju na poboljšanje optičkih svojstavaeuropiumkompleksa i rješavanje problema fluorescentnih čestica koje su sklone agregaciji u vlažnim sredinama, održavajući stabilnost i efikasnost luminiscencijeeuropiumkompleksi u vodenim rastvorima. U današnje vrijeme napredak društva i nauke i tehnologije postavljaju sve veće zahtjeve za pripremu novih materijala. Dok zadovoljava potrebe aplikacija, treba da bude u skladu sa karakteristikama raznovrsnog dizajna i niske cene. Stoga, dalja istraživanja oeuropiumkompleksa je od velikog značaja za razvoj bogatih kineskih resursa retkih zemalja i razvoj kriminalne nauke i tehnologije.
Vrijeme objave: 01.11.2023