Материал, который светится в ультрафиолетовом диапазоне десятки минут подряд после одного «заряда» рентгеном, способен заменить целую категорию приборов. Российские учёные сделали реальным то, что до недавнего времени считалось лабораторной фантастикой.
Физики Уральского федерального университета разработали люминофор на основе фосфата иттрия (YPO₄), способный накопить энергию рентгеновского излучения и отдавать её в виде длительного УФ-свечения. Новое соединение уже демонстрирует рекордные результаты: до 40 минут устойчивого излучения, тогда как аналогичные материалы в Китае светятся лишь 15 минут, а в Европе и США — преимущественно в видимом диапазоне.
«Основная трудность — совместить прозрачную матрицу, активаторы УФ-свечения и дефекты, способные захватывать носители заряда. Нам удалось соблюсти все эти условия одновременно»
— Юлия Кузнецова, доцент ФТИ УрФУ
Фосфат иттрия — соединение, в котором излучающая способность возникает за счёт сочетания структурной прозрачности, ионных примесей и «ловушек» для заряженных частиц. После облучения рентгеном, энергия сохраняется в этих дефектах и высвобождается постепенно, создавая мощное, но безопасное ультрафиолетовое излучение.
Экспериментальные образцы керамики и порошков уже показали возможность уничтожения до 99,9% бактерий. Это делает материал идеальным кандидатом для использования в медицинских приборах, системах обеззараживания воздуха, воды, а также в безопасной альтернативе ртутным лампам.
«Модель фосфата иттрия оказалась особенно сложной: пришлось совместно учитывать ионную природу кристалла и молекулярную химию фосфора»
— Кирилл Некрасов, старший научный сотрудник ФТИ УрФУ
В планах команды — довести длительность свечения до нескольких часов и подготовить технологию к серийному производству. Следующий этап — сотрудничество с медицинскими учреждениями, внедрение активаторных примесей в кристалл и запуск опытного производства.
Разработка, поддержанная Российским научным фондом, открывает путь к новому поколению безопасных, энергоэффективных и многофункциональных источников ультрафиолета, способных кардинально изменить подход к стерилизации и освещению в высокотехнологичных сферах.
Источник: УрФУ
Фото: Владимир Мартьянов / пресс-служба УрФУ
