ТАСС, 6 августа. Российские химики синтезировали аэрогель, который вырабатывает очень яркое и равномерное свечение при пропускании через него ультрафиолетового излучения. Подобные материалы превосходят органические светодиоды в качестве спектра вырабатываемого излучения, пишет пресс-служба РХТУ им. Менделеева.
"Мы попробовали внедрить люминесцентные вещества в аэрогели по двум основным причинам. Во-первых, аэрогель может выступать в таких случаях как своего рода защитник люминофора от окружающей среды. Во-вторых, в него можно встроить не один, а несколько люминесцентных веществ, излучение которых вместе даст гладкий и равномерный спектр", – отметил один из авторов исследования, старший научный сотрудник РХТУ Артем Лебедев.
Аэрогели представляют собой твердые вещества, похожие по своей структуре на крайне пористые губки. Они сейчас активно используются в качестве изоляционных материалов, одного из ключевых компонентов суперконденсаторов и различных фильтров. Лебедев и его коллеги нашли новое применение аэрогелям в ходе опытов с люминесцентным веществом Alq3, которое широко используется при производстве органических светодиодов.
Это соединение алюминия и ароматических углеводородов вырабатывает видимое глазу свечение при его облучении ультрафиолетом. Российские ученые предположили, что качество излучения, вырабатываемого этим материалом, можно значительно улучшить, если поместить его внутрь аэрогеля со сложной пространственной структурой, где молекулы Alq3 будут защищены от действия окружающей среды.
Руководствуясь этой идеей, химики подготовили "заготовки" аэрогеля и попытались встроить в них люминесцентное вещество. Для этого исследователям пришлось создать технологическую цепочку, для работы которой требовались доступные реагенты, такие как спирт изопропиловый, ацетон и сжатый углекислый газ. Используя эти компоненты, ученые успешно внедрили молекулы Alq3 в аэрогель и "высушили" его, в результате чего возник очень легкий и прозрачный материал, способный вырабатывать свет.
"Этот материал хорошо подходит и для работы классической схемы белого светодиода, в котором ультрафиолетовое излучение одного вещества вызывает фотолюминесценцию другого соединения. Аэрогель хорошо поглощает ультрафиолет и не дает ему выходить наружу, а вместо этого отправляет в путешествие по сложнейшему лабиринту пор, пока ультрафиолет не дойдет до молекул люминофора. В результате получается равномерный спектр, сглаженный сложной внутренней архитектурой аэрогеля", – пояснил Лебедев.
Как отметил ученый, свойства светящихся аэрогелей можно дополнительно улучшить, встроив в них не одно, а сразу несколько люминесцентных веществ. Это позволит получить излучатель света, который будет обладать более естественным спектром излучения, чем используемые сегодня светодиоды, в которых белый свет вырабатывается в результате комбинации синего и желтого излучений.
В ближайшее время исследователи планируют сделать первые прототипы светоизлучающих устройств на основе подобных аэрогелей, а также работают над удешевлением их производства. К примеру, химики предполагают, что молекулы Alq3 и других светящихся веществ можно синтезировать прямо внутри аэрогеля, пользуясь тем, что в них поддерживается инертная среда.