Инженеры Страсбургского университета, в сотрудничестве с бельгийскими учеными изKU Leuven обнаружили новый люминофор, который позволяет изготавливать светодиодное освещение дешевле и эффективнее. Исследователи во главе сMaarten Roeffaers использовали высоко люминесцентными кластеры атомов серебра и пористую структуру минералов, известный как цеолиты.
Серебряные кластеры, состоящие из нескольких атомов серебра, имеют замечательные оптические свойства. Тем не менее, в настоящее время приложения этих наночастиц ограничены, так как кластеры имеют тенденцию к агрегации в более крупные частицы, не обладающих такими уникальными свойствами. Roeffaers и его коллеги нашли способ изолировать кластеры серебра друг от друга, помещая их в пористые цеолиты. В результат, стабильные кластеры серебра, которые сохраняют свои уникальные оптические свойства.
Цеолиты являются минералами, которые встречаются в природе или быть получены синтетически в промышленном масштабе. Они широко используются в бытовых и промышленных приложениях, таких как моющие средства и очистка воды. Roeffaers объясняет: «Цеолиты содержат ионы натрия или калия. Мы использовали ионный обмен, чтобы заменить эти ионы ионами серебра, и получить кластеры, которые мы хотели».
В дальнейших экспериментах, исследователи обнаружили, что структурные, электронные и оптические свойства цеолитов находятся под сильным влиянием кластеров серебра и что форма кластеров серебра имеет важное значение для получения нужных свойств флуоресценции. Один из авторов открытия Johan Hofkens говорит: «Кластеры атомов серебра могут собираться в различные формы, в том числе линии или пирамиды. Форма пирамиды — это то, что нам нужно, чтобы получить лучшие свойства флуоресценции. Разогрев ионы серебра в каркасе из цеолита заставляет принять их такую форму. Благодаря этому сочетанию, серебряный кластер излучает наибольшее количество флуоресцентного света, с эффективностью, близкой к 100%».
Полученные результаты имеют большое значение для развития люминесцентных ламп и светодиодной подсветки нового поколения, а также для биологической визуализации.