Композиционные люминесцентные материалы на основе нанофторидов в углеродсодержащих матрицах: синтез, структура, оптические свойства

Исследовано влияние свойств нанокристаллической (CNC) и нанофибриллированой целлюлозы (CNF) на получение ап-конверсионных пленок. Впервые получены и исследованы полимер-неорганические пленки на основе нанокристаллической, нанофибриллированной целлюлозы и метилцеллюлозы (МС), армированной наноцеллюлозой, в качестве матрицы с ап-конверсионными частицами CaF₂:Но и SrF₂:Ho вкачестве наполнителя. Разработано несколько методик получения CNC и CNF, получены устойчивые дисперсии и безводные порошки CNC и CNF. Методами рентгеновской дифракции, DLS, SEM, EDX, DSC, TG, УФ-видимой-ИК-спектроскопии охарактеризованы полученные нанокристаллы и нанофибриллы целлюлозы, а также структура и свойства полученных CNC- и CNF-пленок, комбинированных CNC/CNF-пленок и пленок МС, армированных CNC или CNF, а также композитных пленок на их основе. Методом ИК-фурье спектроскопии подтверждено, что при формировании полимер-неорганических контактов CNC с частицами CaF₂:Но и SrF₂:Но важную роль играет процесс образования водородных связей на границе раздела фаз в результате взаимодействия F-ионов с первичными ОН-группами CNC. Определены условия, обеспечивающие равномерное распределение ап-конверсионных частиц CaF₂:Но и SrF₂:Ho в дисперсиях и пленках наноцеллюлозы, которое подтверждено методами SEM и EDX, а также создание гомогенно-диспергированных композиций с ап-конверсионными частицами без трещин или расслаивания пленки. Установлен тип наноцеллюлозной матрицы в виде метилцеллюлозы, армированной CNC или CNF, а также наноцеллюлозы с комбинированием CNC/CNF, обеспечивающий получение гибких, прочных, полупрозрачных, ап-конверсионных композитных пленок. Исследованы спектрально-люминесцентные характеристики полученных композитных пленок. Впервые изучена ап-конверсионная люминесценциякомпозитных пленок МЦ/CNС/МF₂:Но и CNC/CNF/МF₂:Но (М = Sr, Са) в видимом спектральном диапазоне при возбуждении уровня 5I7 ионов Ho³⁺. Уточнены оптимальные составы полупрозрачных пленок для применения в фотонике. Предложен вариант визуализации ближнего ИК-лазерного излучения с использованием полученных композитных пленок в качестве ИК-визуализаторов в медицине, светотехнике, лазерной спектроскопии и т.д. Разработаны люминесцентные алмазные композиты c интегрированными наночастицами β-NaGdF₄:Eu, обладающие высокоинтенсивной узкополосной фото- ирентгенолюминесценцией на длине волны 612 нм. Отмечена концентрационная зависимостьинтенсивности рентгенолюминесценции от количества нанесенных частиц дисперсий. Использование нанопорошков β-NaGdF₄:Eu позволило получить интенсивную рентгенолюминесценцию с высоким соотношением сигнал/шум. Впервые показана возможность применения люминесцентного композита алмаз-фторид в качестве люминесцентных рентгеновских экранов.