Papilarni uzorci na ljudskim prstima ostaju u osnovi nepromijenjeni u svojoj topološkoj strukturi od rođenja, posjedujući različite karakteristike od osobe do osobe, a papilarni uzorci na svakom prstu iste osobe također su različiti.Uzorak papila na prstima je izbrazdan i raspoređen s mnogo znojnih pora.Ljudsko tijelo kontinuirano luči tvari na bazi vode kao što je znoj i uljaste tvari kao što je ulje.Ove tvari će se prenijeti i taložiti na objektu kada dođu u kontakt, stvarajući otiske na objektu.Upravo zbog jedinstvenih karakteristika otisaka ruku, kao što su njihova individualna specifičnost, cjeloživotna postojanost i reflektirajuća priroda tragova dodira, otisci prstiju postali su prepoznati simbol kriminalističkih istraživanja i prepoznavanja osobnog identiteta od prve uporabe otisaka prstiju za osobnu identifikaciju. u kasnom 19. stoljeću.
Na mjestu zločina, osim trodimenzionalnih i ravnih obojenih otisaka prstiju, najveća je stopa pojavljivanja potencijalnih otisaka prstiju.Potencijalni otisci prstiju obično zahtijevaju vizualnu obradu kroz fizičke ili kemijske reakcije.Uobičajene potencijalne metode razvijanja otisaka prstiju uglavnom uključuju optičko razvijanje, razvijanje praha i kemijsko razvijanje.Među njima, razvoj praha favoriziraju osnovne jedinice zbog jednostavnog rada i niske cijene.Međutim, ograničenja tradicionalnog prikaza otiska prsta na bazi praha više ne zadovoljavaju potrebe kriminalističkih tehničara, kao što su složene i raznolike boje i materijali predmeta na mjestu zločina i loš kontrast između otiska prsta i boje pozadine;Veličina, oblik, viskoznost, omjer sastava i performanse čestica praha utječu na osjetljivost izgleda praha;Selektivnost tradicionalnih praškova je loša, posebno pojačana adsorpcija mokrih predmeta na prahu, što uvelike smanjuje selektivnost razvijanja tradicionalnih prašaka.Posljednjih godina djelatnici kriminalističke znanosti i tehnologije kontinuirano istražuju nove materijale i metode sinteze, među kojima surijetka zemljaluminescentni materijali privukli su pozornost kriminalističkog znanstvenog i tehnološkog osoblja zbog svojih jedinstvenih luminiscentnih svojstava, visokog kontrasta, visoke osjetljivosti, visoke selektivnosti i niske toksičnosti u primjeni prikaza otiska prsta.Postupno ispunjene 4f orbitale elemenata rijetke zemlje daju im vrlo bogate razine energije, a elektronske orbitale slojeva 5s i 5P elemenata rijetke zemlje potpuno su ispunjene.Elektroni 4f sloja su zaštićeni, dajući elektronima 4f sloja jedinstven način kretanja.Stoga, elementi rijetkih zemalja pokazuju izvrsnu fotostabilnost i kemijsku stabilnost bez fotoizbjeljivanja, nadilazeći ograničenja uobičajeno korištenih organskih boja.U Dodatku,rijetka zemljaelementi također imaju superiorna električna i magnetska svojstva u usporedbi s drugim elementima.Jedinstvena optička svojstvarijetka zemljaiona, poput dugog životnog vijeka fluorescencije, mnogih uskih apsorpcijskih i emisijskih pojasa i velikih praznina u apsorpciji i emisiji energije, privukli su široku pozornost u srodnim istraživanjima prikaza otiska prsta.
Među brojnimrijetka zemljaelementi,europijje najčešće korišteni luminiscentni materijal.Demarcay, pronalazačeuropijgodine 1900. prvi opisao oštre linije u apsorpcijskom spektru otopine Eu3+in.Urban je 1909. opisao katodoluminiscencijuGd2O3: Eu3+.Godine 1920. Prandtl je prvi put objavio apsorpcijske spektre Eu3+, potvrđujući De Mareova opažanja.Apsorpcijski spektar Eu3+ prikazan je na slici 1. Eu3+ se obično nalazi na C2 orbitali kako bi se olakšao prijelaz elektrona s razine 5D0 na 7F2, čime se oslobađa crvena fluorescencija.Eu3+ može postići prijelaz iz osnovnog stanja elektrona u najnižu energetsku razinu pobuđenog stanja unutar raspona valnih duljina vidljive svjetlosti.Pod pobuđivanjem ultraljubičastog svjetla, Eu3+ pokazuje jaku crvenu fotoluminiscenciju.Ova vrsta fotoluminiscencije nije primjenjiva samo na ione Eu3+ dopirane u kristalnim supstratima ili staklima, već i na komplekse sintetizirane seuropiji organski ligandi.Ovi ligandi mogu poslužiti kao antene za apsorpciju ekscitacijske luminiscencije i prijenos energije ekscitacije na više energetske razine Eu3+iona.Najvažnija primjenaeuropijje crveni fluorescentni prahY2O3: Eu3+(YOX) je važna komponenta fluorescentnih svjetiljki.Ekscitacija Eu3+ crvenim svjetlom može se postići ne samo ultraljubičastim svjetlom, već i elektronskim snopom (katodoluminiscencija), rendgenskim γ zračenjem α ili β čestica, elektroluminiscencijom, frikcijskom ili mehaničkom luminiscencijom i metodama kemiluminiscencije.Zbog svojih bogatih luminiscentnih svojstava, široko je korištena biološka sonda u poljima biomedicinskih ili bioloških znanosti.Posljednjih je godina također pobudio istraživački interes kriminalističkog i tehnološkog osoblja u području forenzičke znanosti, pružajući dobar izbor za probijanje ograničenja tradicionalne metode praha za prikazivanje otisaka prstiju, i ima značajan značaj u poboljšanju kontrasta, osjetljivost i selektivnost prikaza otiska prsta.
Slika 1 Eu3+apsorpcijski spektrogram
1, Načelo luminiscencijerijetka zemlja europijkompleksi
Elektroničke konfiguracije osnovnog i pobuđenog stanjaeuropijioni su oba tipa 4fn.Zbog izvrsnog učinka zaštite s i d orbitala okoeuropijiona na 4f orbitalama, ff prijelazi odeuropijioni pokazuju oštre linearne trake i relativno dug životni vijek fluorescencije.Međutim, zbog niske učinkovitosti fotoluminiscencije europijevih iona u područjima ultraljubičastog i vidljivog svjetla, organski ligandi se koriste za stvaranje kompleksa seuropijiona za poboljšanje koeficijenta apsorpcije ultraljubičastog i vidljivog svjetla.Fluorescencija koju emitiraeuropijkompleksa ne samo da ima jedinstvene prednosti visokog intenziteta fluorescencije i visoke čistoće fluorescencije, već se također može poboljšati korištenjem visoke učinkovitosti apsorpcije organskih spojeva u područjima ultraljubičastog i vidljivog svjetla.Energija pobude potrebna zaeuropijionska fotoluminiscencija je visoka Nedostatak niske učinkovitosti fluorescencije.Postoje dva glavna principa luminiscencijerijetka zemlja europijkompleksi: jedan je fotoluminiscencija, za koju je potreban ligand odeuropijkompleksi;Drugi aspekt je da učinak antene može poboljšati osjetljivosteuropijionska luminiscencija.
Nakon pobuđivanja vanjskim ultraljubičastim ili vidljivim svjetlom, organski ligand urijetka zemljasloženi prijelazi iz osnovnog stanja S0 u pobuđeno singletno stanje S1.Elektroni u pobuđenom stanju su nestabilni i vraćaju se u osnovno stanje S0 putem zračenja, oslobađajući energiju za ligand da emitira fluorescenciju ili povremeno skaču u svoje trostruko pobuđeno stanje T1 ili T2 putem nezračenja;Trostruko pobuđena stanja oslobađaju energiju putem zračenja kako bi proizvela fosforescenciju liganda ili prenijela energiju nametalni europijiona kroz neradijacijski intramolekularni prijenos energije;Nakon pobuđivanja ioni europija prelaze iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje ieuropijioni u pobuđenom stanju prelaze na nisku energetsku razinu, na kraju se vraćaju u osnovno stanje, oslobađajući energiju i generirajući fluorescenciju.Stoga, uvođenjem odgovarajućih organskih liganada za interakcijurijetka zemljaioni i senzibiliziraju središnje metalne ione kroz prijenos energije bez zračenja unutar molekula, učinak fluorescencije iona rijetkih zemalja može se znatno povećati, a potreba za vanjskom energijom pobude može se smanjiti.Ovaj fenomen je poznat kao antenski efekt liganda.Dijagram energetskih razina prijenosa energije u Eu3+ kompleksima prikazan je na slici 2.
U procesu prijenosa energije iz tripletnog pobuđenog stanja u Eu3+, razina energije tripletnog pobuđenog stanja liganda mora biti viša od ili u skladu s energetskom razinom Eu3+ pobuđenog stanja.Ali kada je trostruka energetska razina liganda mnogo veća od najniže energije pobuđenog stanja Eu3+, učinkovitost prijenosa energije također će biti znatno smanjena.Kada je razlika između tripletnog stanja liganda i najnižeg pobuđenog stanja Eu3+ mala, intenzitet fluorescencije će oslabiti zbog utjecaja brzine toplinske deaktivacije tripletnog stanja liganda.Kompleksi β-diketona imaju prednosti jakog koeficijenta apsorpcije UV zraka, snažne sposobnosti koordinacije, učinkovitog prijenosa energije srijetka zemljas, i mogu postojati u krutom i tekućem obliku, što ih čini jednim od najčešće korištenih liganda urijetka zemljakompleksi.
Slika 2 Dijagram energetskih razina prijenosa energije u Eu3+kompleksu
2. Metoda sintezeEuropij rijetke zemljeKompleksi
2.1 Visokotemperaturna metoda sinteze čvrstog stanja
Metoda čvrstog stanja na visokoj temperaturi često je korištena metoda za pripremurijetka zemljaluminiscentnih materijala, a također se široko koristi u industrijskoj proizvodnji.Metoda visokotemperaturne sinteze čvrstog stanja je reakcija sučelja čvrste tvari pod uvjetima visoke temperature (800-1500 ℃) kako bi se stvorili novi spojevi difuzijom ili transportom čvrstih atoma ili iona.Za pripremu se koristi visokotemperaturna metoda čvrste fazerijetka zemljakompleksi.Prvo se reaktanti miješaju u određenom omjeru, a odgovarajuća količina topitelja se dodaje u žbuku za temeljito mljevenje kako bi se osiguralo jednolično miješanje.Nakon toga, mljeveni reaktanti se stavljaju u visokotemperaturnu peć za kalcinaciju.Tijekom procesa kalcinacije mogu se puniti oksidacijski, redukcijski ili inertni plinovi prema potrebama eksperimentalnog procesa.Nakon visokotemperaturnog kalciniranja nastaje matrica specifične kristalne strukture, kojoj se dodaju aktivatorski ioni rijetkih zemalja koji stvaraju luminiscentni centar.Kalcinirani kompleks treba podvrgnuti hlađenju, ispiranju, sušenju, ponovnom mljevenju, kalcinaciji i prosijavanju na sobnoj temperaturi kako bi se dobio proizvod.Općenito, potrebni su višestruki postupci mljevenja i kalcinacije.Višestruko mljevenje može ubrzati reakciju i učiniti reakciju potpunijom.To je zato što proces mljevenja povećava kontaktnu površinu reaktanata, uvelike poboljšavajući difuziju i brzinu transporta iona i molekula u reaktantima, čime se poboljšava učinkovitost reakcije.Međutim, različita vremena i temperature kalcinacije imat će utjecaj na strukturu nastale kristalne matrice.
Visokotemperaturna metoda čvrstog stanja ima prednosti jednostavnog postupka, niske cijene i kratkog vremena, što je čini zrelom tehnologijom pripreme.Međutim, glavni nedostaci visokotemperaturne metode čvrstog stanja su: prvo, potrebna reakcijska temperatura je previsoka, što zahtijeva visoku opremu i instrumente, troši veliku energiju i teško je kontrolirati kristalnu morfologiju.Morfologija proizvoda je neujednačena i čak uzrokuje oštećenje kristalnog stanja, što utječe na učinak luminiscencije.Drugo, nedovoljno mljevenje otežava ravnomjerno miješanje reaktanata, a kristalne čestice su relativno velike.Zbog ručnog ili mehaničkog mljevenja, nečistoće se neizbježno miješaju kako bi utjecale na luminiscenciju, što rezultira niskom čistoćom proizvoda.Treći problem je neravnomjerno nanošenje premaza i slaba gustoća tijekom procesa nanošenja.Lai i sur.sintetizirao niz Sr5 (PO4) 3Cl jednofaznih polikromatskih fluorescentnih prahova dopiranih s Eu3+ i Tb3+ koristeći tradicionalnu visokotemperaturnu metodu čvrstog stanja.Pod bliskom ultraljubičastom ekscitacijom, fluorescentni prah može prilagoditi boju luminiscencije fosfora iz plavog područja u zeleno područje u skladu s koncentracijom dopinga, poboljšavajući nedostatke niskog indeksa uzvrata boje i visoke povezane temperature boje u bijelim svjetlosnim diodama .Velika potrošnja energije glavni je problem u sintezi fluorescentnih prahova na bazi borofosfata visokotemperaturnom metodom čvrstog stanja.Trenutačno se sve više i više znanstvenika zalaže za razvoj i traženje odgovarajućih matrica za rješavanje problema visoke potrošnje energije metode čvrstog stanja na visokim temperaturama.Godine 2015. Hasegawa i sur.dovršili su niskotemperaturnu pripremu faze Li2NaBP2O8 (LNBP) u čvrstom stanju koristeći prostornu grupu P1 trikliničkog sustava po prvi put.Godine 2020. Zhu i sur.izvijestio je o niskotemperaturnom putu sinteze u čvrstom stanju za novi fosfor Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu), istražujući nisku potrošnju energije i jeftini put sinteze za anorganske fosfore.
2.2 Metoda taloženja Co
Metoda koprecipitacije također je često korištena metoda sinteze "meke kemikalije" za pripremu anorganskih luminiscentnih materijala rijetkih zemalja.Metoda koprecipitacije uključuje dodavanje sredstva za taloženje reaktantu, koji reagira s kationima u svakom reaktantu da nastane talog ili hidrolizira reaktant pod određenim uvjetima da nastane oksidi, hidroksidi, netopljive soli, itd. Ciljani proizvod se dobiva filtracijom, pranje, sušenje i drugi procesi.Prednosti metode sutaloženja su jednostavan rad, kratak utrošak vremena, niska potrošnja energije i visoka čistoća proizvoda.Njegova najistaknutija prednost je što njegova mala veličina čestica može izravno generirati nanokristale.Nedostaci metode koprecipitacije su: prvo, dobiveni fenomen agregacije produkta je ozbiljan, što utječe na luminescentnu izvedbu fluorescentnog materijala;Drugo, oblik proizvoda je nejasan i teško ga je kontrolirati;Treće, postoje određeni zahtjevi za odabir sirovina, a uvjeti taloženja između svakog reaktanta trebaju biti što sličniji ili identični, što nije prikladno za primjenu više komponenti sustava.K. Petcharoen i sur.sintetizirao sferne nanočestice magnetita koristeći amonijev hidroksid kao taložnik i metodu kemijskog sutaloženja.Octena kiselina i oleinska kiselina uvedene su kao sredstva za oblaganje tijekom početne faze kristalizacije, a veličina nanočestica magnetita kontrolirana je u rasponu od 1-40 nm promjenom temperature.Dobro dispergirane nanočestice magnetita u vodenoj otopini dobivene su površinskom modifikacijom, poboljšavajući fenomen aglomeracije čestica u metodi koprecipitacije.Kee i sur.usporedili su učinke hidrotermalne metode i metode kotaloženja na oblik, strukturu i veličinu čestica Eu-CSH.Istaknuli su da hidrotermalna metoda stvara nanočestice, dok metoda koprecipitacije stvara submikronske prizmatične čestice.U usporedbi s metodom koprecipitacije, hidrotermalna metoda pokazuje veću kristalnost i bolji intenzitet fotoluminiscencije u pripremi Eu-CSH praha.JK Han i sur.razvili su novu metodu koprecipitacije koristeći nevodeno otapalo N, N-dimetilformamid (DMF) za pripremu (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 fosfora s uskom raspodjelom veličine i visokom kvantnom učinkovitošću u blizini sferičnih nano ili submikronskih čestica veličine.DMF može smanjiti reakcije polimerizacije i usporiti brzinu reakcije tijekom procesa taloženja, pomažući u sprječavanju agregacije čestica.
2.3 Metoda toplinske sinteze hidrotermalno/otapalo
Hidrotermalna metoda započela je sredinom 19. stoljeća kada su geolozi simulirali prirodnu mineralizaciju.Početkom 20. stoljeća teorija je postupno sazrijevala i trenutno je jedna od metoda kemije otopina koja najviše obećava.Hidrotermalna metoda je proces u kojem se vodena para ili vodena otopina koriste kao medij (za prijenos iona i molekularnih skupina i prijenos tlaka) za postizanje subkritičnog ili superkritičnog stanja u zatvorenom okruženju visoke temperature i visokog tlaka (prvi ima temperatura od 100-240 ℃, dok potonji ima temperaturu do 1000 ℃), ubrzavaju brzinu reakcije hidrolize sirovina, a pod jakom konvekcijom ioni i molekularne skupine difundiraju na nisku temperaturu za rekristalizaciju.Temperatura, pH vrijednost, vrijeme reakcije, koncentracija i vrsta prekursora tijekom procesa hidrolize u različitim stupnjevima utječu na brzinu reakcije, izgled kristala, oblik, strukturu i brzinu rasta.Povećanje temperature ne samo da ubrzava otapanje sirovina, već također povećava učinkovito sudaranje molekula za poticanje stvaranja kristala.Različite brzine rasta svake kristalne ravnine u pH kristalima glavni su čimbenici koji utječu na kristalnu fazu, veličinu i morfologiju.Duljina vremena reakcije također utječe na rast kristala, a što je vrijeme duže, to je povoljnije za rast kristala.
Prednosti hidrotermalne metode uglavnom se očituju u: prvo, visokoj kristalnoj čistoći, bez onečišćenja nečistoćama, uskoj distribuciji veličine čestica, visokom iskorištenju i raznolikoj morfologiji proizvoda;Drugo je da je radni proces jednostavan, cijena niska, a potrošnja energije niska.Većina reakcija provodi se u sredinama srednje do niske temperature, a uvjete reakcije je lako kontrolirati.Raspon primjene je širok i može zadovoljiti zahtjeve pripreme različitih oblika materijala;Treće, pritisak zagađenja okoliša je nizak i relativno je prijateljski prema zdravlju operatera.Njegovi glavni nedostaci su da na prethodnik reakcije lako utječu pH okoline, temperatura i vrijeme, a proizvod ima nizak sadržaj kisika.
Solvotermalna metoda koristi organska otapala kao reakcijski medij, čime se dodatno proširuje primjenjivost hidrotermalnih metoda.Zbog značajnih razlika u fizikalnim i kemijskim svojstvima između organskih otapala i vode, mehanizam reakcije je složeniji, a izgled, struktura i veličina produkta su raznolikiji.Nallappan i sur.sintetizirao kristale MoOx s različitim morfologijama od ploče do nanoštapića kontroliranjem vremena reakcije hidrotermalne metode koristeći natrijev dialkil sulfat kao sredstvo za usmjeravanje kristala.Dianwen Hu i sur.sintetizirani kompozitni materijali na bazi polioksimolibden kobalta (CoPMA) i UiO-67 ili koji sadrže bipiridilne skupine (UiO-bpy) solvotermalnom metodom optimiziranjem uvjeta sinteze.
2.4 Sol gel metoda
Sol gel metoda je tradicionalna kemijska metoda za pripremu anorganskih funkcionalnih materijala, koja se široko koristi u pripremi metalnih nanomaterijala.Godine 1846. Elbelmen je prvi upotrijebio ovu metodu za pripremu SiO2, ali njena upotreba još nije bila zrela.Metoda pripreme uglavnom se sastoji u dodavanju aktivatora iona rijetke zemlje u početnu reakcijsku otopinu kako bi se otapalo isparilo kako bi se napravio gel, a pripremljeni gel dobiva ciljni proizvod nakon temperaturne obrade.Fosfor proizveden sol gel metodom ima dobru morfologiju i strukturne karakteristike, a proizvod ima malu ujednačenu veličinu čestica, ali njegovu luminoznost treba poboljšati.Proces pripreme sol-gel metode je jednostavan i lak za rukovanje, temperatura reakcije je niska, a sigurnosna izvedba visoka, ali vrijeme je dugo, a količina svakog tretmana ograničena.Gaponenko i sur.pripremio amorfnu BaTiO3/SiO2 višeslojnu strukturu centrifugiranjem i toplinskom obradom sol-gel metodom s dobrom transmisivnošću i indeksom loma, te istaknuo da će indeks loma BaTiO3 filma rasti s povećanjem koncentracije sola.Godine 2007. Liu L-ova istraživačka grupa uspješno je uhvatila visoko fluorescentni i svjetlosno stabilni kompleks Eu3+metalni ion/senzibilizator u nanokompozitima na bazi silicija i dopiranom suhom gelu koristeći sol gel metodu.U nekoliko kombinacija različitih derivata senzibilizatora rijetkih zemalja i nanoporoznih šablona od silicijevog dioksida, upotreba senzibilizatora 1,10-fenantrolina (OP) u šablonu tetraetoksisilana (TEOS) daje najbolji fluorescentno dopirani suhi gel za testiranje spektralnih svojstava Eu3+.
2.5 Metoda mikrovalne sinteze
Metoda mikrovalne sinteze nova je zelena metoda kemijske sinteze bez zagađenja u usporedbi s metodom čvrstog stanja na visokim temperaturama, koja se široko koristi u sintezi materijala, posebno u području sinteze nanomaterijala, pokazujući dobar razvojni zamah.Mikroval je elektromagnetski val valne duljine između 1nn i 1m.Mikrovalna metoda je proces u kojem mikroskopske čestice unutar početnog materijala podliježu polarizaciji pod utjecajem jakosti vanjskog elektromagnetskog polja.Kako se smjer mikrovalnog električnog polja mijenja, kretanje i smjer rasporeda dipola se neprestano mijenjaju.Histerezni odgovor dipola, kao i pretvorba vlastite toplinske energije bez potrebe za sudarom, trenjem i dielektričnim gubitkom između atoma i molekula, postiže učinak zagrijavanja.Zbog činjenice da mikrovalno zagrijavanje može ravnomjerno zagrijati cijeli reakcijski sustav i brzo provesti energiju, čime se potiče napredovanje organskih reakcija, u usporedbi s tradicionalnim metodama pripreme, metoda mikrovalne sinteze ima prednosti brze reakcije, ekološke sigurnosti, male i ujednačene veličina čestica materijala i visoka fazna čistoća.Međutim, većina izvješća trenutno koristi mikrovalne apsorbere kao što su ugljični prah, Fe3O4 i MnO2 za neizravno osiguravanje topline za reakciju.Tvari koje mikrovalovi lako apsorbiraju i mogu aktivirati same reaktante trebaju daljnja istraživanja.Liu i sur.kombinirao je metodu suprecipitacije s mikrovalnom metodom kako bi sintetizirao čisti spinel LiMn2O4 s poroznom morfologijom i dobrim svojstvima.
2.6 Metoda izgaranja
Metoda izgaranja temelji se na tradicionalnim metodama zagrijavanja, koje koriste izgaranje organske tvari za stvaranje ciljanog produkta nakon što se otopina ispari do suhog.Plin koji nastaje izgaranjem organske tvari može učinkovito usporiti pojavu aglomeracije.U usporedbi s metodom grijanja u čvrstom stanju, smanjuje potrošnju energije i prikladna je za proizvode s niskim zahtjevima za temperaturu reakcije.Međutim, proces reakcije zahtijeva dodavanje organskih spojeva, što povećava cijenu.Ova metoda ima mali kapacitet obrade i nije prikladna za industrijsku proizvodnju.Produkt proizveden metodom izgaranja ima malu i ujednačenu veličinu čestica, ali zbog kratkog procesa reakcije mogu postojati nepotpuni kristali, što utječe na učinak luminiscencije kristala.Anning i sur.koristio je La2O3, B2O3 i Mg kao početne materijale i koristio sintezu izgaranja potpomognutu solju za proizvodnju praha LaB6 u serijama u kratkom vremenskom razdoblju.
3. Primjenarijetka zemlja europijkompleksi u razvoju otiska prsta
Metoda prikaza u prahu je jedna od najklasičnijih i tradicionalnih metoda prikaza otiska prsta.Trenutačno se prašci koji prikazuju otiske prstiju mogu podijeliti u tri kategorije: tradicionalni praškovi, kao što su magnetski praškovi sastavljeni od finog željeznog praha i ugljenog praha;Metalni prah, kao što je zlatni prah,srebrni prah, i drugi metalni prahovi s mrežastom strukturom;Fluorescentni prah.Međutim, tradicionalni prašci često imaju velike poteškoće u prikazivanju otisaka prstiju ili starih otisaka prstiju na složenim pozadinskim objektima, te imaju određeni toksičan učinak na zdravlje korisnika.Posljednjih godina kriminalističko i tehnološko osoblje sve više daje prednost primjeni nano fluorescentnih materijala za prikaz otisaka prstiju.Zbog jedinstvenih luminiscentnih svojstava Eu3+ i široke primjenerijetka zemljatvari,rijetka zemlja europijkompleksi ne samo da su postali žarište istraživanja u području forenzičke znanosti, već također pružaju šire istraživačke ideje za prikaz otisaka prstiju.Međutim, Eu3+ u tekućinama ili krutinama ima lošu apsorpciju svjetlosti i treba ga kombinirati s ligandima za senzibilizaciju i emitiranje svjetlosti, omogućujući Eu3+ da pokaže jača i postojanija fluorescentna svojstva.Trenutno, uobičajeno korišteni ligandi uglavnom uključuju β-diketone, karboksilne kiseline i karboksilatne soli, organske polimere, supramolekulske makrocikle itd. Uz dubinsko istraživanje i primjenurijetka zemlja europijkompleksa, utvrđeno je da u vlažnim sredinama vibracija koordinacijskih molekula H2O ueuropijkompleksi mogu izazvati gašenje luminiscencije.Stoga, kako bi se postigla bolja selektivnost i jak kontrast u prikazu otiska prsta, potrebno je uložiti napore da se prouči kako poboljšati toplinsku i mehaničku stabilnosteuropijkompleksi.
Godine 2007. istraživačka skupina Liu L-a bila je pionir uvođenjaeuropijkompleksa u području prikaza otisaka prstiju po prvi put u zemlji i inozemstvu.Visoko fluorescentni i svjetlosno stabilni kompleksi Eu3+metalni ion/senzibilizator uhvaćeni sol gel metodom mogu se koristiti za potencijalno otkrivanje otisaka prstiju na raznim forenzičkim materijalima, uključujući zlatnu foliju, staklo, plastiku, papir u boji i zeleno lišće.Istraživačko istraživanje predstavilo je proces pripreme, UV/Vis spektre, karakteristike fluorescencije i rezultate označavanja otisaka prstiju ovih novih Eu3+/OP/TEOS nanokompozita.
Godine 2014. Seung Jin Ryu i sur.prvi je formirao Eu3+kompleks ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) heksahidratomeuropijev klorid(EuCl3 · 6H2O) i 1-10 fenantrolina (Phen).Kroz reakciju ionske izmjene između međuslojnih natrijevih iona ieuropijkompleksnih iona, dobiveni su interkalirani nano hibridni spojevi (Eu (Phen) 2) 3+- sintetizirani litij sapun i Eu (Phen) 2) 3+- prirodni montmorilonit).Pod pobuđivanjem UV svjetiljkom na valnoj duljini od 312 nm, dva kompleksa ne samo da održavaju karakteristične fenomene fotoluminiscencije, već imaju i veću toplinsku, kemijsku i mehaničku stabilnost u usporedbi s čistim Eu3+ kompleksima. Međutim, zbog nepostojanja ugašenih iona nečistoća kao što je željezo u glavnom tijelu litijeva sapunica, [Eu (Phen) 2] 3+- litijeva sapunica ima bolji intenzitet luminescencije od [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilonita, a otisak prsta pokazuje jasnije linije i jači kontrast s pozadina.Godine 2016. V Sharma i sur.sintetizirani stroncijev aluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano fluorescentni prah metodom izgaranja.Prah je pogodan za prikaz svježih i starih otisaka prstiju na propusnim i nepropusnim predmetima kao što su obični papir u boji, ambalažni papir, aluminijska folija i optički diskovi.Ne samo da pokazuje visoku osjetljivost i selektivnost, već također ima jake i dugotrajne karakteristike naknadnog sjaja.Godine 2018., Wang i sur.pripremljene nanočestice CaS (ESM-CaS-NP) dopirane seuropij, samarij, i mangan s prosječnim promjerom od 30 nm.Nanočestice su bile inkapsulirane amfifilnim ligandima, što im je omogućilo jednoliku disperziju u vodi bez gubitka njihove učinkovitosti fluorescencije;Ko modifikacija površine ESM-CaS-NP s 1-dodeciltiolom i 11-merkaptoundekanskom kiselinom (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NP uspješno je riješila problem gašenja fluorescencije u vodi i agregacije čestica uzrokovane hidrolizom čestica u nano fluorescentnim puder.Ovaj fluorescentni prah ne samo da pokazuje potencijalne otiske prstiju na objektima kao što su aluminijska folija, plastika, staklo i keramičke pločice s visokom osjetljivošću, već također ima širok raspon izvora pobudnog svjetla i ne zahtijeva skupu opremu za ekstrakciju slike za prikaz otisaka prstiju。U iste godine, Wangova istraživačka grupa sintetizirala je niz ternarniheuropijkompleksi [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] korištenjem orto, meta i p-metilbenzojeve kiseline kao prvog liganda i orto fenantrolina kao drugog liganda metodom taloženja.Pod zračenjem ultraljubičastim svjetlom od 245 nm, potencijalni otisci prstiju na predmetima poput plastike i zaštitnih znakova mogli bi se jasno prikazati.Godine 2019. Sung Jun Park i sur.sintetizirani YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosfori kroz solvotermalnu metodu, učinkovito poboljšavajući potencijalnu detekciju otisaka prstiju i smanjujući interferenciju pozadinskog uzorka.Godine 2020. Prabakaran i sur.razvio je fluorescentni kompozit Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-dekstroza, koristeći EuCl3 · 6H20 kao prethodnik.Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 sintetiziran je korištenjem Phen i 5,5′ – DMBP metodom vrućeg otapala, a zatim Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 i D-dekstroza korišteni su kao prekurzor za stvaranje Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 metodom adsorpcije.3/D-dekstrozni kompleks.Kroz eksperimente, kompozit može jasno prikazati otiske prstiju na objektima kao što su plastični čepovi boca, čaše i južnoafrička valuta pod pobuđivanjem sunčeve svjetlosti od 365 nm ili ultraljubičastog svjetla, s većim kontrastom i stabilnijom izvedbom fluorescencije.Godine 2021. Dan Zhang i sur.uspješno dizajnirao i sintetizirao novi heksanuklearni Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY sa šest veznih mjesta, koji ima izvrsnu toplinsku stabilnost fluorescencije (<50 ℃) i može se koristiti za prikaz otiska prsta.Međutim, potrebni su daljnji pokusi kako bi se odredila njegova prikladna gostujuća vrsta.Godine 2022. L Brini i sur.uspješno sintetizirao Eu: Y2Sn2O7 fluorescentni prah metodom suprecipitacije i daljnjim tretmanom mljevenjem, što može otkriti potencijalne otiske prstiju na drvenim i nepropusnim predmetima. Iste je godine Wangova istraživačka grupa sintetizirala NaYF4: Yb koristeći metodu toplinske sinteze otapala, Er@YVO4 Eu jezgru -nanofluorescentni materijal tipa školjke, koji može generirati crvenu fluorescenciju pod ultraljubičastom ekscitacijom od 254 nm i svijetlo zelenu fluorescenciju pod bliskom infracrvenom ekscitacijom od 980 nm, postižući dvostruki način prikaza potencijalnih otisaka prstiju na gostu.Potencijalni prikaz otiska prsta na objektima kao što su keramičke pločice, plastične ploče, aluminijske legure, RMB i memorandum u boji pokazuje visoku osjetljivost, selektivnost, kontrast i jaku otpornost na pozadinske smetnje.
4 Outlook
Posljednjih godina istraživanja narijetka zemlja europijkompleksa privukla je veliku pozornost, zahvaljujući svojim izvrsnim optičkim i magnetskim svojstvima kao što su visoki intenzitet luminiscencije, visoka čistoća boje, dug životni vijek fluorescencije, veliki energetski apsorpcijski i emisioni razmaci i uski apsorpcijski vrhovi.S produbljivanjem istraživanja materijala rijetkih zemalja, njihova primjena u raznim područjima kao što su rasvjeta i zaslon, bioznanost, poljoprivreda, vojska, elektronička informacijska industrija, optički prijenos informacija, fluorescentna zaštita od krivotvorenja, fluorescencijska detekcija itd. postaju sve raširenije.Optička svojstvaeuropijkompleksi su izvrsni, a područja njihove primjene postupno se šire.Međutim, njihov nedostatak toplinske stabilnosti, mehaničkih svojstava i mogućnosti obrade ograničit će njihovu praktičnu primjenu.Iz trenutne perspektive istraživanja, istraživanje primjene optičkih svojstavaeuropijkompleksi u području forenzičke znanosti trebali bi se uglavnom usredotočiti na poboljšanje optičkih svojstavaeuropijkompleksa i rješavanje problema fluorescentnih čestica koje su sklone agregaciji u vlažnom okruženju, održavajući stabilnost i učinkovitost luminiscencijeeuropijkompleksi u vodenim otopinama.U današnje vrijeme napredak društva, znanosti i tehnologije postavlja sve veće zahtjeve za pripremu novih materijala.Dok zadovoljava potrebe primjene, također bi trebao biti u skladu s karakteristikama raznolikog dizajna i niske cijene.Stoga, daljnja istraživanja naeuropijkompleksa od velikog je značaja za razvoj kineskih bogatih resursa rijetkih zemalja i razvoj kriminalne znanosti i tehnologije.
Vrijeme objave: 1. studenog 2023