een werk in Geavanceerde functionele materialen laat zien hoe MOF-nanodeeltjes die zijn bereid met sproeidrogen en die lanthanidemetalen bevatten, kunnen worden gebruikt als nanothermometers die over een breed temperatuurbereik werken, ook in het cryogene bereik.

Leden van de ICN2 hebben meegewerkt aan nieuw onderzoek om nanothermometers te verkrijgen die nauwkeurige, niet-invasieve en zelfverwijzende temperatuurmetingen op submicrometerschaal. Het onderzoek is gecoördineerd vanuit de Universiteit van Aveiro (Portugal). De resultaten zijn gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen in een artikel met de titel "Lanthanide-Organic Framework Nanothermometers Prepared by Spray-Drying".

De thermische afhankelijkheid van de luminescentie van de fosfor zorgt voor een hoge detectiegevoeligheid en ruimtelijke resolutie met korte acquisitietijden in, bijvoorbeeld, biologische vloeistoffen, sterke elektromagnetische velden, en snel bewegende objecten.

De strategie die de onderzoekers volgden, is gebaseerd op de thermische afhankelijkheid van fosforluminescentie, die een hoge detectiegevoeligheid en speciale resolutie biedt met korte acquisitietijden in media zoals biologische vloeistoffen, sterke elektromagnetische velden, en snel bewegende objecten.

De temperatuurbepaling is meestal gebaseerd op de verandering van de luminescentie-intensiteit of vervaltijden. Echter, de metingen op basis van een enkele f-f-overgang kunnen sterk worden beïnvloed door de variatie van de sensorconcentratie en de drift van de opto-elektronische systemen, namelijk, de excitatiebronnen en detectoren. Onlangs, auteurs rapporteerden zelfreferentie-nanothermometers op basis van de intensiteitsverhouding van twee f-f-overgangen die de nadelen van temperatuurbepaling met een enkele overgang overwinnen.

Het artikel laat ook zien dat door sproeidrogen geprepareerde MOF-nanodeeltjes kunnen worden gebruikt als ratiometrische luminescente nanothermometers die over een breed temperatuurbereik werken, met name het cryogene bereik. Prof Maspoch en Dr Imaz hebben bijgedragen aan de synthese van de MOF-nanodeeltjes van Tb(III) en Eu(III), het eerste lanthanide-organische raamwerk bereid door de sproeidroogmethode. Dit systeem is de meest gevoelige cryogene nanothermometer die tot nu toe is gerapporteerd, combinatie van hoge gevoeligheid, reproduceerbaarheid, en onzekerheid bij lage temperaturen.