稀土会发光!追踪污染物的精准度堪比电子定位?

可能你们都知道,稀土是17种稀土元素的总称,也就是——镧到镥的15个镧系元素+钇和钪。那么,你们可是知道发光是稀土元素的特性之一?有专家表明,在光的激发下,铽(Tb3+)会发出545nm波长的绿光;而铕(Eu3+)则会发出613nm波长的红光。所以说,稀土会发光是有根据的!可是,稀土用来追踪或生物体中,或空气中,或土壤里的污染物,精准度堪比电子定位是怎么一回事?

可能大家也很经常在电影尤其是美国大片中看到这么一幕:一国特工在高楼大厦间来回穿梭,看似游刃有余,实则其行动早已经落在对手的电子地图上。他就是地图上那个快速移动的光点,方位和可能移动方位被屏幕前的他国特工尽收眼底,并一一推测出来。这就是电子定位!有了它,荧幕中的他国特工可以更精准、更快速地打击并抓获对手。专家表示,未来,我们也能像影片中追踪特工一样,分分钟就对空气中,还有土壤里以及生物体中特定的物质进行追踪(检测)。而稀土,功不可没。

特工图片

此时,好奇的你们可能会想问:稀土发出的“光”是从哪里来的?据专家介绍,稀土离子可以吸收或发射从紫外到红外区的各种波长的光,然后,以“发光”的形式释放能量。而所谓的“发光宝库”——稀土发光材料的发光机理也是这么个理儿——光致发光。我们常见的“夜明珠”的发光原理也是一个样。这就是所谓的稀土发光犹如夜明珠。

夜明珠图片

然而,专家还讲到一点,那就是,稀土本身的吸收光能力其实不强,发光也比较微弱。所以,为了提高它的发光效率,就需要给它找一个伙伴——有机分子,组合成金属-有机配合物,比如,明星材料——MOFs。然后,充当“能量天线”的有机分子就能够将吸收的能量传递给稀土,帮助稀土发出更亮的光。据悉,该类金属-有机配合物,有望被用于检测以及通讯等领域,并将有着和电子定位相媲美的精准度,而利用其发光特性可以精确、灵敏、实时地检测重金属离子和有机小分子。简而言之,会发光的MOFs材料,将有望用于精密检测和传感。

据悉,MOFs是一种晶态多孔结构材料,孔隙率高,也就是充满着许多微小的孔隙,因而会产生所谓的浓度富集现象,然后,就能富集好多好多的金属离子。而其,MOFs材料所富集的金属离子甚至可以超出一般材料的上千倍以上。所以呢?稀土MOFs能灵敏地捕捉环境中哪怕是极其微小含量的污染物,有望满足当前水质检测的挑战。

氧化铕图片

众所周知,在污染发生时,不仅需要在第一时间觉察,也需要立马采取行动。而对于空气、土壤以及河水、湖水、海水等开放性大环境,如果没有实时检测,不仅可能错过黄金挽救时机,也可能导致危害扩大,甚至到了不可挽回的地步。因而,此时,就需要一种优质的传感或检测材料!这种传感或检测材料需要同时具备三个要素——灵敏度、选择性和精确度。其中,所谓的选择性是指该种材料要能“搭载”不同的功能基团,也就是要有足够多的“抓手”,以满足检测不同污染物的要求,实现:想抓眉毛就抓眉毛,想抓胡子就抓胡子。笔者看到此,不禁感叹,厉害了,我的稀土MOFs!对此,外国专家则称赞我国研究人员发现的这一检测方法是“非常巧妙的检测金属离子的方法”!

最后,笔者想说,不管处于哪一领域,要想一直不落后并处于学科前沿,这压力是有的,还不小!所以,我们都应该感谢我国的科学家们为此所付出的!当然了,也希望未来的科学家们能够存有一些看似异想天开的,亦或者看似“无厘头”想法,演奏出极具本行业特色的、美妙的、激情的“狂想曲”!

 

 

微信公众号

 

钨钼视频

月初国内钨价暂稳运行,因现货市场资源目前仍处于偏少区间,商家多表现出惜售挺价意向,但需求面并没有明显好转,市场成交高位疲软,观望情绪偏多,钨市行情......

 

钨钼音频

月初国内钨价暂稳运行,因现货市场资源目前仍处于偏少区间,商家多表现出惜售挺价意向,但需求面并没有明显好转,市场成交高位疲软,观望情绪偏多,钨市行情......