托木斯克理工大学的研究人员开发了简便环保的方法,利用易得的天然矿物——大理石、白垩、石灰石和白云石——来生产发光材料。俄罗斯教育和科学部 网站报道了这一发现。
这项新技术无需使用昂贵且稀有的化学试剂,即可合成发出明亮红色光的样品。
传统上,铝酸钙被用于制造高效发光材料。然而,其工业生产需要纯净且昂贵的活化元素——铕和镝——这显著增加了生产成本。
托木斯克的科学家提出了一种替代方案:他们使用天然原材料作为钙源,并使用廉价的氧化锰和硼酸作为发光活化剂。该合成方法基于由锰离子活化的钙镁铝酸盐类化合物。所得样品在日光下呈棕色,在紫外光照射下则发出浓郁的红色光芒,其峰值波长约为654纳米——这恰好是人眼最佳感知波长范围。
正如托木斯克理工大学化学工程系教授安德烈·莫斯托夫希科夫所解释的那样,该方法的主要优势在于其成本低廉,并且能够精确控制成品材料的性能。通过了解天然原材料中杂质的组成,科学家可以预测并控制发光的亮度和色调。实验表明,铁杂质会降低发光强度,而镁杂质则相反,有助于补偿材料结构中的电荷,从而提高发光效率。
据该研究的作者称,这项技术可用于制造光敏指示器、安全标志和应急灯,这些应用对耐用性、抗外部影响性和低成本要求较高。
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