Были получены новые композитные пленки на основе матрицы полилактида (PLA) и комплексов трис(β-дикетонатов) Eu(III) и Tb(III) с 1,10-фенантролином и изучены их оптические свойства. Для получения пленок с различными концентрациями люминофоров, методом напыления при вращении (spin-coating) на кварцевую подложку наносились растворы смесей комплексов Tb(III), Eu(III) и PLA в толуоле. Композиты на основе комплексов лантаноидов и полимеров обладают улучшенными фотолюминесцентными свойствами, термостабильностью и гибкостью благодаря равномерному распределению комплекса в макромолекулярных цепях полимера. В этом аспекте полилактид является идеальной матрицей для редкоземельных ионов благодаря своим оптическим свойствам, технологичности, сравнительной дешевизне, возможности применения в 3D-печати. В связи с чем получение и исследование новых композитных материалов на основе координационных соединений лантаноидов(III) и полимера полилактида является весьма интересной и актуальной задачей. Установлено, что высокая координация лигандами повышает фотостабильность комплексов, а длинные углеводородные заместители в структуре препятствовали их кристаллизации и способствовали хорошей смешиваемости с полимером, что позволило увеличить содержание люминофора в полимерной матрице и достигать максимума излучения при более высоких концентрациях излучающего иона. В спектрах излучения пленок при увеличении концентрации люминофора, интенсивность люминесценции возрастает и достигает максимума для комплекса Tb(III) при 12,5% масс., а для комплекса Eu(III) при 20 % масс, соответственно. Это было обусловлено процессами концентрационного тушения люминесценции. При этом, для большинства известных из литературы аналогичных систем на основе соединений лантаноидов, эффективное содержание люминофора обычно не превышает 5-10%. Плёнки были практически прозрачными в видимой и ИК-области (пропускание более 90%) и обладали поглощением в ультрафиолетовой области. Таким образом, показано, что особенности строения анизометричных соединений позволяют получать на их основе композитные материалы со значительно меньшим влиянием процессов самогашения люминесценции, чем у аналогов. Это открывает более широкие возможности применения координационных соединений Ln(III) в качестве полифункциональных пленочных материалов для оптики и оптоэлектроники.
New composite films based on a polylactide (PLA) matrix and Eu(III) and Tb(III) tris(β-diketonate) complexes with 1,10-phenanthroline were synthesized, and their optical properties were studied. To obtain films with varying phosphor concentrations, solutions of mixed Tb(III), Eu(III), and PLA complexes in toluene were deposited onto a quartz substrate using spin-coating. Composites based on lanthanide complexes and polymers exhibit improved photoluminescence properties, thermal stability, and flexibility due to the uniform distribution of the complex within the polymer macromolecular chains. In this regard, polylactide is an ideal matrix for rare earth ions due to its optical properties, processability, comparatively low cost, and suitability for 3D printing. Therefore, the production and study of new composite materials based on lanthanide(III) coordination compounds and polylactide polymer is a highly interesting and relevant task. It was established that high ligand coordination increases the photostability of the complexes, while long hydrocarbon substituents in the structure prevented their crystallization and facilitated good miscibility with the polymer, which allowed for an increase in the phosphor content in the polymer matrix and the achievement of maximum emission at higher concentrations of the emitting ion. In the emission spectra of the films, with increasing phosphor concentration, the luminescence intensity increases and reaches a maximum for the Tb(III) complex at 12.5 wt.% and for the Eu(III) complex at 20 wt.%, respectively. This was due to concentration quenching of luminescence. Moreover, for most similar systems based on lanthanide compounds known from the literature, the effective phosphor content typically does not exceed 5-10%. The films were virtually transparent in the visible and IR regions (transmittance greater than 90%) and exhibited absorption in the ultraviolet region. Thus, it has been shown that the structural features of anisometric compounds allow the production of composite materials with significantly less luminescence self-quenching than their analogs. This opens up broader possibilities for the application of Ln(III) coordination compounds as polyfunctional film materials for optics and optoelectronics.