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.
КОМПЛЕКСЫ ЛАНТАНОИДОВ, β-ДИКЕТОНАТЫ, ПОЛИЛАКТИД, КОМПОЗИТНЫЕ ПЛЁНКИ, КОНВЕРТЕРЫ СВЕТА
1. N. Sabbatini, M. Guardingli, J.M. Lehn, Coord. Chem. Rev. 123, 201–228 (1993). DOI:https://doi.org/10.1016/0010-8545(93)85056-A.
2. E. DeOliveira, C.R. Neri, O.A. Serra, A.G.S. Prado, Chem. Mater, 19, 5437–5442 (2007). DOI:https://doi.org/10.1021/cm701997y.
3. J.-C.G. Bünzli, Chem. Rev., 110, 5, 2729–2755 (2010). DOI:https://doi.org/10.1021/cr900362e.
4. A. de Bettencourt-Dias, Dalton Trans., 22, 2229–2241 (2007). DOI:https://doi.org/10.1039/B702341C.
5. S. Comby, J.-C.G. Bünzli, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, 37, 217-470 (2007); DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-1273(07)37035-9
6. A. de Bettencourt-Dias, Dalton Trans., 22, 2229–2241 (2007). DOI:https://doi.org/10.1039/B702341C.
7. N. Sabbatini, M. Guardogli, J.-M. Lehn, Coord. Chem. Rev.,125, 195– 208 (1994). DOI:https://doi.org/10.1020/0010-8545(94)85067-A.
8. S.V. Eliseeva, J.-C.G. Bünzli, Chem. Soc. Rev.,39, 1, 189–227 (2010). DOI:https://doi.org/10.1039/B905604C.
9. Y. Tang, K.-Z. Tang, J. Zhang, C.-Y.Su, W.-S.Liu, M.-Y. Tan, Inorg. Chem. Commun., 8, 1018–1021 (2005). DOI:https://doi.org/10.1016/j.inoche.2005.07.024.
10. J.H. Forsberg, Handbook of Inorganic Chemistry, SpringerVerlag, Berlin, (1981).
11. H. Bauer, J. Blanc, D.L. Ross, J. Am. Chem. Soc. 86, 5125–5131 (1964). DOI:https://doi.org/10.1021/ja01077a016.
12. J.B. Yu, L. Zhou, H.J. Zhang, Y.X. Zheng, H.R. Li, R.P. Deng, Z.P. Peng, Z.F. Li, Inorg. Chem. 44, 1611–1618 (2005). DOI:https://doi.org/10.1021/ic0485561.
13. K. Binnemans, Chem. Rev. 109, 4283–4374 (2009). DOI:https://doi.org/10.1021/cr8003983.
14. J. Hayashi, Coordination Chemistry Reviews, 467, 214607 (2022). DOI:https://doi.org/10.1016/j.ccr.2022.214607.
15. X. Wang, O. S. Wolbeis and R. J. Meier, Chem. Soc. Rev., 42, 7834–7869 (2013). DOI:https://doi.org/10.1039/C3CS60102A.
16. C. D. S. Brites, A. Milla´n and L. D. Carlos, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earth, Elsevier, Amsterdam, 281, 339–427 (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2016.03.005
17. C. D. S. Brites, S. Balabhadra and L. D. Carlos, Adv. Opt. Mater., 1801239 (2018). DOI:https://doi.org/10.1002/adom.201801239.
18. M. Moßhammer, K. E. Brodersen, M. Ku¨hl and K. Koren, Microchim. Acta, 186, 126 (2019). DOI:https://doi.org/10.1007/s00604-018-3202-y.
19. E. Hemmer, P. Acosta-Mora, J. Me´ndez-Ramos and S. Fischer, J. Mater. Chem. B, 5, 4365–4392 (2017). DOI:https://doi.org/10.1039/C7TB00403F.
20. A.A. Knyazev, A.S. Krupin, K.A. Romanova, Y.G. Galyametdinov, Journal of Coordination Chemistry, 69, 9,1473-1483 (2016). DOI:https://doi.org/10.1080/00958972.2016.1185781.
21. Yu.G. Galyametdinov, A.S. Krupin, A.A. Knyazev, Inorganics. 10, 7, 94 (2022). DOI:https://doi.org/10.3390/inorganics10070094.
22. T. Qin, B. Liu, K. Zhu, Z. Luo, Y. Huang, C. Pan and L. Wang, TrAC, Trends Anal. Chem., 102, 259–271 (2018). DOI:https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.03.003.
23. Y. Hasegawa and Y. Kitagawa, J. Mater. Chem. C, 7, 7494–7511 (2019). DOI:https://doi.org/10.1039/C9TC00607A.
24. M. D. Dramic´anin, Methods Appl. Fluoresc., 4, 042001(2016). DOI:https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2023.119975.
25. K. Ohta, H. Muroki, K-I. Hatada, Mol Cryst Liq Cryst.,130, 249–263 (1985). DOI:https://doi.org/10.1080/00268948508079515.
26. A. A. Knyazev, M.E. Karyakin, A.S. Krupin, Y.G. Galyametdinov, Dyes and Pigments, 201, 110233 (2022). DOI:https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2022.110233.
27. Ю. Г. Галяметдинов, О.А. Туранова, В. Вен Ван, А.А. Князев, В. Хаазе, Доклады Академии наук, 384, 2, 206-209 (2002).
28. А.C. Крупин, Е.Ю. Молостова, А.А. Князев, Ю.Г. Галяметдинов, Вестник Казанского технологического университета, 15. 13, 28-30 (2012).
29. А.П. Ковшик, Е.С. Крайнюков, С.А. Ковшик, А.А. Князев, Ю.Г. Галяметдинов, Е.И. Рюмцев, Оптика и спектроскопия, 116, 1, 61 (2014).
30. R. Puthiyottil, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 53, 11, 1111-1118 (2014). DOI:https://doi.org/10.1080/03602559.2014.886112
31. H. Liu, Journal of luminescence, 106, 1, 47-55 (2004). DOI:https://doi.org/10.1016/S0022-2313(03)00133-9.
