Два металла помогли создать жаропрочные вещества-термометры

Два металла помогли создать жаропрочные вещества-термометры

Ученые разработали светящиеся комплексы металлов, которые позволяют с высокой точностью измерять температуры до 400°С. Использование в одном веществе двух элементов — тербия и европия,— между которыми происходит перенос энергии, позволяет исключить дополнительную калибровку термометра. Точность измерений высоких температур повышается за счет так называемого эффекта внутреннего стандарта, то есть сравнения интенсивности свечения этих металлов. Разработанная система позволит в режиме реального времени отслеживать перегрев двигателей самолетов и труб на заводах. Исследование поддержано грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ).Люминесценция — явление, при котором какой-либо объект светится, когда его, например, облучают светом определенной длины волны. Это явление используется и для высокоточной люминесцентной термометрии. Она основана на способности вещества изменять яркость, цвет и время свечения в ответ на нагрев или охлаждение. Этот подход — один из возможных методов оценки температур порядка 400°С, которые достигаются в двигателях и газопроводах. Кроме того, люминесцентная термометрия позволяет проводить непрерывные измерения в реальном времени и даже составлять температурные карты. Они нужны, например, для оценки распространения тепла по деталям самолета, так как если наиболее нагретая зона придется на двигатель, то он может выйти из строя. Вместе с тем до сих пор не разработаны безопасные и эффективные методы применения люминесцентной термометрии для решения подобных задач.

Группа ученых из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (Москва), Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН (Москва) и Института нанотехнологий микроэлектроники РАН (Москва) исследовала два химических элемента, тербий и европий, а также их комплексы с тремя разными органическими анионами-лигандами (ими стали ионы гидроксибензойной кислоты) в качестве возможных материалов для люминесцентной термометрии. Чтобы их получить, авторы смешивали в спирте растворы гидроксида металла и анионов, затем осадок отфильтровывали, а жидкость выпаривали.

Специалисты показали, что комплекс, включающий в себя только европий, не обладал люминесценцией, тогда как соединения тербия, напротив, продемонстрировали хорошее свечение. Авторы предположили: соединения с европием не излучают потому, что энергия возбуждения передается между органическими лигандами и элементом недостаточно эффективно. Тогда могло бы помочь добавление к ним тербия, поскольку он отдаст европию часть собственной энергии и процессы ее переноса станут эффективнее. Эксперимент подтвердил эту догадку: эффективность люминесценции европия возросла от 0% до 77%.

Самые свежие новости медицины в нашей группе на Одноклассниках

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>