Un team internazionale di scienziati che include ricercatori dell'Università ITMO ha sviluppato un nuovo materiale composito basato su nanocristalli di perovskite allo scopo di creare sorgenti luminose in miniatura con una migliore capacità di uscita. L'introduzione di nanocristalli di perovskite in microparticelle di vetro porose ha permesso di aumentare il loro tempo di funzionamento di quasi tre volte, e il successivo rivestimento di queste particelle con polimeri, per aumentare la stabilità delle loro proprietà ottiche sott'acqua, che è particolarmente importante ai fini della creazione di sorgenti luminose per l'applicazione in mezzi biologici. I risultati sono stati pubblicati in ChemNanoMat .

I nanocristalli di perovskite sono oggetto di intensa ricerca nella moderna scienza dei materiali. Hanno eccellenti proprietà ottiche tra cui la purezza e la luminosità della luce emessa, che li rende interessanti per l'uso nei moderni sistemi laser. Allo stesso tempo, le perovskiti sono instabili nell'aria, quando si interagisce con l'acqua, così come in condizioni di illuminazione intensa. Ecco perché il miglioramento della stabilità dei nanocristalli di perovskite è uno dei compiti chiave che spetta alla comunità scientifica.

Un team internazionale di scienziati che include ricercatori dell'Università ITMO, Istituto Ioffe, così come la City University di Hong Kong, ha studiato varie condizioni per l'introduzione di nanocristalli di perovskite in sfere porose di biossido di silicio che possono fungere sia da matrici protettive che da risonatori ottici per l'amplificazione spontanea del segnale di luminescenza. La loro ricerca ha identificato i parametri ottimali per la produzione di un materiale luminescente a base di nanocristalli di perovskite in cui l'intensità di emissione è rimasta all'85% dell'originale, che è significativamente superiore a quello degli stessi nanocristalli senza matrice di protezione. Tali materiali compositi sono rimasti stabili anche sotto l'effetto di intense radiazioni UV, che può essere utilizzato come sorgente di pompaggio della luce durante la progettazione di sistemi laser.

"Il nostro passo successivo ha avuto a che fare con lo sviluppo di uno strato protettivo per tali microsfere emettitrici di luce con nanocristalli di perovskite allo scopo di spostarle in soluzioni idrate, " dice Elena Ushakova, professore associato presso la Facoltà di Fotonica e Tecnologia dell'Informazione Ottica dell'ITMO. "Per fare questo, abbiamo utilizzato la tecnica strato per strato di deposizione di strati alternati di materiali di carica opposta sulla superficie delle microsfere. Le sfere luminescenti risultanti possono essere disperse in acqua mantenendo le loro proprietà ottiche, che è importante dal punto di vista della loro ulteriore applicazione come fonti di luce nei tessuti biologici."