Koloidalne roztwory fluorkowych nanoluminoforów

Beneficjent:
dr inż. Marcin Nyk
Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej
Politechnika Wrocławska
Tytuł projektu
„Powroty/Homing” – Koloidalne roztwory fluorkowych nanoluminoforów domieszkowanych jonami
pierwiastków ziem rzadkich.
Rodzaj projektu
Grant przyznany przez Fundacje na Rzecz Nauki w Polsce w ramach Mechanizmu Finansowego Europejskiego
Obszaru Gospodarczego.
Celem programu, realizowanego od 2006 r., jest zachęcenie młodych polskich uczonych do powrotu do Polski i
dynamizowanie rozwoju ich karier naukowych poprzez poprawienie im warunków pracy i wspieranie
nawiązanej przez nich międzynarodowej współpracy naukowej.
Wartość projektu: 92.000 PLN (2010-211)
Streszczenie projektu:
Po powrocie beneficjenta projektu ze stażu naukowego odbytego na Uniwersytecie Buffalo, będą kontynuowane
badania nad nanomateriałami wysoce rozdyspergowanymi w roztworach organicznych. Badania będą
obejmować wytwarzanie, charakteryzację optyczną oraz zastosowanie. Nanomateriały w koloidalnych
roztworach o średnim rozmiarze ziarna od 1 do 100 nm tworzą duży potencjał zastosowań w medycynie,
czujnikach optycznych oraz optoelektronice. Wykazują one interesujące właściwości optyczne, magnetyczne i
elektryczne w funkcji ich rozmiaru. Najbardziej znanymi materiałami przejawiającymi zmiany właściwości
optycznych w raz ze zmianą ich rozmiarów są nanomateteriały półprzewodnikowe tzw. kropki kwantowe.
Przykładem tutaj mogą być kropki kwantowe CdSe gdzie luminescencja (kolor emitowanego światła) pod
wpływem wzbudzenia światłem ultrafioletowym jest funkcją ich rozmiaru. Inną odrębną grupą materiałów są
nanoluminofory domieszkowane jonami pierwiastków ziem rzadkich. Związki te wykazują obecność
charakterystycznych przejść luminescencyjnych w zakresie ultrafioletowym, widzialnym i podczerwieni po
wzbudzeniu w zakresie ultrafioletu, zakresu widzialnego i w podczerwieni. W tym przypadku zmianę barwy
fotoemisji uzyskuje się poprzez zmianę domieszki lub koncentracji jonu lantanowca. Przykładem tutaj jest
fluorkowy luminofor na bazie NaYF4 dotowany jonami lantanowców. Reasumując, przedmiotem projektu na
najbliższe lata jest opracowanie metody znakowania substancji znacznikami składającymi się z
nanokrystalicznych związków lantanowców lub kropek kwantowych (nanomarkerów) w celu ich identyfikacji
oraz sposób ich detekcji. Opracowana zostanie metoda wytwarzania nanomarkerów będących mieszaniną
przynajmniej dwóch różnych nanokrystalicznych związków ziem rzadkich lub kropek kwantowych, aby możliwe
było unikalne i niepowtarzalne znakowanie materiałów w oparciu o pomiar złożonej fluorescencencji tych
znaczników. Bardzo dobre rozdyspergowanie nanoznaczników w koloidalnych roztworach umożliwia precyzyjne
ich mieszanie w odpowiednich proporcjach w celu tworzenia unikalnego kodu optycznego. Potencjalne
zastosowanie markerów to: bio-obrazowanie, zabezpieczanie markowej odzieży lub znakowanie papierów
wartościowych.
Z całą pewnością można powiedzieć, że rola nanomateriałów w zastosowaniach medycznych i przemysłowych
będzie odgrywać coraz większą rolę w życiu codziennym. W zależności od zastosowań istotnym zagadnieniem
będzie tutaj kontrola rozmiaru ziarna cząsteczki, modyfikacja powierzchni nanocząstek oraz rodzaj użytej
domieszki. Technologie stosowane do wytwarzania nanomateriałów będą pozwalać otrzymać materiały o
składzie i właściwościach niemożliwych do uzyskania metodami dotychczas znanymi.