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利用电喷雾射流中NaYF?:Er3?,Yb3?上转换纳米颗粒实现时间分辨的通用温度测量

DOI：10.3762/bjnano.9.270 期刊：Beilstein Journal of Nanotechnology 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 六方相NaYF4:Er3+,Yb3+（约300纳米）上转换纳米粒子已广泛应用于发光比率测温法进行纳米尺度温度测量。然而多种因素限制了其应用——例如S波段发射峰形变化会削弱其作为通用温度传感器的性能。本研究提出了一种对环境变化鲁棒且能实现精确测温的NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米粒子通用校准方案。我们运用该新方法计算了电喷雾射流产生的泰勒锥内部温度分布：随着流体向锥尖加速，固定采集长度会导致激发与采集时间缩短。若在校准过程中对整个发射峰形进行积分，激发时间的缩短会引起峰形改变从而破坏温度测量准确性。我们的通用校准方案成功规避了该问题并适用于时间分辨应用。由于980纳米激发下形成了耳语廊模式腔体，泰勒锥末端的温度显著升高。通过建立时间分辨能量平衡方程，我们验证了泰勒锥内部光学温度测量的可靠性。本研究为利用NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米粒子开展时间分辨温度测量奠定了基础，可用于理解微射流/微液滴及微流控系统中蛋白质展开等温度依赖性反应过程。
作者： Kristina Shrestha，Arwa A. Alaulamie，Ali Rafiei Miandashti，Hugh H. Richardson
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

介绍一种适用于NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米颗粒的通用校准方案，该方案对环境变化具有强鲁棒性并能实现精确温度测量，并应用这一新方法测定电喷雾射流产生的泰勒锥内部温度分布。

研究成果

该论文介绍了一种适用于NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米颗粒的通用校准方案，该方案对环境变化具有强鲁棒性并能提供精确的温度测量。该方案成功应用于泰勒锥内部温度分布的测量，揭示了由于耳语廊模式腔的形成导致锥尖出现意外升温现象。研究结果支持使用上转换纳米颗粒对复杂系统进行时间分辨温度测量。

研究不足

该研究受限于光学温度测量的衍射极限，以及因环境因素导致峰值形状变化而需进行精确校准的需求。

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