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基于二元混合物的高度灵敏近红外发光纳米温度计

DOI:10.1016/j.jallcom.2019.01.162 期刊:Journal of Alloys and Compounds 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:22:29
摘要: 我们提出一种简单策略:通过选用掺杂镧系元素的Y2O3二元混合物(1%Ho-Y2O3+1%Er-Y2O3和1%Ho-Y2O3+1%Nd-Y2O3)制备可在近红外范围(1000-1700 nm)工作的发光强度比纳米温度计。所有纳米颗粒均采用柠檬酸盐络合法合成,并在800°C下热退火处理。我们在297-472 K范围内监测了发射特性的温度演变,从发射形状、强度、动力学、激发波长、采集模式及二元混合物配比等方面进行分析。当以536.8 nm激发时,3:1配比Ho-Y2O3+Er-Y2O3二元混合物在297 K处记录到最大相对灵敏度1%K-1。对于生物成像应用更适宜的649.7 nm激发波长,在相关生理温度范围(300-320 K)内,3:1配比Ho-Y2O3+Er-Y2O3二元混合物显示出0.55-0.6%K-1的相对灵敏度。据我们所知,本研究首次报道了掺Ho纳米粒子的近红外发光(约1200 nm)寿命测温法。与文献对比表明,我们的系统代表了一种具有前景的近红外温度计,其结构简单、可重复配置且存在多种优化途径。
作者: Daniel Avram,Claudiu Colbea,Mihaela Florea,Carmen Tiseanu
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研究概述 实验方案 设备清单

开发基于镧系元素掺杂Y2O3纳米粒子二元混合物的高灵敏度近红外发光纳米温度计,用于温度传感应用。

这些二元混合物,尤其是重量比为3:1的Ho-Y2O3与Er-Y2O3组合,在近红外范围内表现出高相对灵敏度(高达1% K-1),使其适用于纳米测温。该方法比核壳策略更简单且具有可重复性。未来工作可优化以提高灵敏度并实现活体应用。

该研究仅限于体外测量;混合物中潜在的镧系元素间能量转移未被观察到,但在其他系统中可能成为问题。其灵敏度虽具前景,但仍低于部分已报道的核壳纳米粒子的数值。激发波长可能并非生物应用中组织深层穿透的最优选择。

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