Измерение температуры в криогенных и нормальных условиях имеет ряд сложностей. В частности, при низких температурах из-за малого сопротивления металлов страдает точность измерения, также есть ряд других особенностей. Однако российские учёные предложили способ справиться с данной проблемой – специалисты Казанского федуниверситета создали новые материалы для люминесцентной бесконтактной термометрии. Их можно применять для измерения температуры как в бытовых условиях, так и на производстве, и даже в химических реакторах.
«Основой для решения важной научной проблемы стал наработанный сотрудниками нашей лаборатории и коллегами материал об устойчивых комплексах иттербия (III) с ароматическими N-донорами. При использовании пар лантанидов тербий (III) – европий (III), диспрозий (III) – европий (III) и тербий (III) – самарий (III) были получены соединения, которые не уступают по стабильности материнскому иттербиевому комплексу и обладают температурно-зависимыми люминесцентными свойствами», – рассказывает руководитель научно-исследовательской лаборатории координационных соединений, доцент кафедры неорганической химии Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Валерий Штырлин.
В чём суть нового метода
В основе нового типа термометра лежат температурно-зависимые люминесцентные свойства соединений на базе редкоземельных металлов. Они отличаются от остальных тем, что когда изменяется температура окружающей среды, меняется и спектр их излучения, соответственно, цвет этого излучения тоже становится другим. В то же время новые материалы продемонстрировали высокую термостабильность – они работают при температурах до 400 градусов. Благодаря этому термометры покрывают температурный интервал от минус 10 до плюс 65 градусов, за счёт чего их можно использовать их в самых различных сферах
Учёные Химического института Бутлерова совместно с коллегами из Школы естественных наук Тюменского госуниверситета подобрали условия, выполнили целенаправленный синтез, очистку термо- и структурный анализ на предмет соответствия материнской структуре. Дальнейшим изучением оптических свойств материалов занимались исследователи немецкого Гиссенского университета им. Юстуса Либиха.
Штырлин рассказал, что исследования дали возможность определить самые важные параметры иона диспрозия (III) и ион европия (III) в твердотельном координационном соединении для создания люминесцентных термометров. В частности, таким образом учёные установили, что свойства новых термометров в части термической стабильности значительно лучше аналогичных показателей термометров, в основе которых лежат металлорганические каркасы и полимерные композиты. Это делает синтезированные материалы схожими с неорганическими.
Что дальше?
В ближайших планах учёных – проверка степени пригодности полученных материалов в модельных и реальных системах. С этой целью будут проводиться циклические измерения в разных средах. Далее на основе полученных соединений специалисты будут разрабатывать разные сенсоры, тест-системы, а также приборы, которые смогут измерять температуру в бытовых условиях, на производствах и в разнотипных реакторах.
Источник: производства.рф