Studentiem un darbiniekiemMecenātiemMedijiemAbsolventiem

Piridīnija luminofora strukturālo un optisko īpašību projektēšana pielāgotai sensora reakcijai

Logo NextGenerationEU un 2027 Nacionālais attīstības plāns

Piridīnija luminofora strukturālo un optisko īpašību projektēšana pielāgotai sensora reakcijai

Projekta nosaukums: Piridīnija luminofora strukturālo un optisko īpašību projektēšana pielāgotai sensora reakcijai
Projekta granta līguma numurs: LU-BA-PA-2024/1-0040
Projekta vadītājs (zinātniskais): 
Projekta īstenošanas termiņš: 01.09.2024.-28.02.2026.
Projekta kopējais finansējums: 181 403 EUR
Projekta mērķis: šim projektam ir divi galvenie mērķi: izpēte un konsolidācija. Projekta izpētes mērķis ir piridīnija luminofora struktūras projektēšana izmantošanai optiskos gāzes sensoros. Konkrēti zinātniskie mērķi ir vērsti uz plūsmu: ar teorētiskiem aprēķiniem projektēt piridīnija luminoforu struktūru, optiskās un jutīgās īpašības izgatavot piridīnija luminoforus no šķīduma ar fiksētu koncentrāciju un dažādu žāvēšanas ātrumu izpētīt izgatavoto piridīnija luminoforu ķīmiskās, struktūras un optiskās īpašības izpētīt modeļa molekulu optisko stabilitāti un sensoru īpašības pret piesātinātiem tvaikiem analizēt korelāciju starp teorētiskajiem un eksperimentālajiem rezultātiem. Konsolidācijas mērķis ir izveidot starpdisciplināru pētījumu vidi starp Ķīmijas fakultāti, Fizikas fakultāti un Atomfizikas un spektroskopijas institūtu produktīvai izpētei, izglītībai, zināšanu nodošanai un komercializēšanai organisko un neorganisko luminoforu, kompozītmateriālu, optisko gāzu un ķīmisko sensoru jomā. Konsolidācijas mērķi ietver: - zināšanu nodošana izglītībai ar uzaicināto lekciju, laboratoriju demonstrāciju un kopīgu semināru palīdzību; - bakalaura, maģistrantūras un doktorantūras studentu kopdarbība un apmācība -jaunas zināšanu pārnesamas prasmes materiālu sintēzē, raksturošanā, sensoru projektēšanā, sensoru analīzē, -mijiedarbība ar potenciālajiem galalietotājiem; -pētnieciskā personāla un studentu vadības attīstība.
Projekta rezultāti: iesniegta publikācija – 2, konferenču materiāli – 2, iesniegts projekta pieteikums – 1
 

PROJEKTA GAITAS ATSKAITE

Pārskata periods: 2025. gada 1. aprīlis – 2025. gada 30. jūnijs

Laika periodā 01.04.2025.-30.06.2025 paveiktais:

  1. Tika sintezēti jauni luminofori ar funkcionālām grupām. NMR uzrādīja labu kristāliskumu un ķīmisko struktūru. Tika aprēķināts kvantu ražīgums (WP1).
  2. Analīze ar XRD, FTIR, XPS, UV-VIS un NMR parādīja būtiskas atšķirības struktūrā un optiskajās īpašībās, pievienojot funkcionālo grupu luminofora galvenajai konstrukcijai (WP2).
  3. Tika veikta luminoforu sensoru pārbaude uz amonjaku un biogēniem amīniem. Fotoluminiscences signāls mainījās, palielinoties mērķa molekulu koncentrācijai. Tika iegūtas reakcijas laika un kalibrēšanas līknes (WP2).
  4. Tika konstatēts, ka luminoforu mijiedarbība ar amīniem ir neatgriezeniska. Atklājums parādīja potenciālu pielietojumu pārtikas iepakojumā (WP2).
  5. Iesniegti 2 jauni projektu pieteikumi: 
    “BioPhoT: “Optical Sensor Solutions for the Smart Packaging of Fresh Food” (Dr. A. Kinens)
    “BioPhoT: “Increase wind turbine life time by early detection of blade erosion” (Dr. R. Viter)
  6. Jaunu publikāciju un konferenču tēžu sagatavošana (WP3).

Pārskata periods: 2025. gada 1. janvāris – 2025. gada 31. marts

Laika periodā 01.01.2025. – 31.03.2025. paveiktais:

  1. Pētīta organisko luminoforu ietvaicēšanas un žāvēšanas apstākļu ietekme uz organisko luminoforu polimorfismu (WP1). Veikti iegūto polimorfo luminoforu fotoluminiscences mērījumi zemās temperatūrās. Aprēķinātas luminoforu ierosināšanas aktivizācijas enerģijas un noteikts kvantu iznākums (WP2).
  2. Polimorfo materiālu analīze ar XRD, FTIR, XPS, UV-VIS un KMR uzrādīja būtiskas struktūras un optisko īpašību atšķirības. Vislielāko ietekmi uz luminofora īpašībām atstāj gaisa mitrums savienojuma žāvēšanas procesā (WP2).
  3. Tika veikta testēšanas kameras optimizācija, lai nodrošinātu precīzu temperatūru un gaisa mitrumu gāzes sensoru testēšanai. Tika veikts pārbaudīto gaistošo molekulu koncentrāciju aprēķins (WP2).
  4. Veikta organisko luminoforu sensoru testēšana atmosfērās, kas satur gaistošas skābēs dažādās koncentrācijās. Mērījumu rezultātā novēro fotoluminiscences signāla izmaiņu atkarību nono mērķa molekulu koncentrācijas. Pētījuma rezultātā ir aprēķināts sensora reakcijas laiks un jutīgums (WP2).
  5. Konstatēts, ka organiskam luminoforam mijiedarbojoties ar gaistošu skābju molekulām notiek luminofora struktūrā esošas karbonilgrupas protonēšana. Novērotā mijiedarbība ir neatgriezeniska un ir praktiski pielietojama amonjaka sensoru dizainā (WP2).

Pārskata periods: 2024. gada 1. septembris – 2024. gada 31. decembris

  1. Ir veikta luminoforu ķīmiskā struktūras optimizācija un modelēšana. Ir aprēķināti singletu un tripletu ierosinātie stāvokļi un LUMO un HOMO enerģijas starpības.
  2. Ir sintezēti piridīnija luminofori ar pielāgotām struktūrām. Struktūras īpašību analīze parādīja labu kristāliskumu.
  3. Luminoforu struktūras un optiskā raksturošana ir veikta, izmantojot XRD, FTIR, KMR, difūzās atstarošanas un fotoluminiscences metodēm. Ir aprēķināti galvenie fundamentālie parametri.
  4. Luminoforu ķīmiskās struktūras izmaiņas izraisīja optisko īpašību izmaiņas (kvantu iznākums, pīķa pozīcija un absorbcijas pīķi). Teorētisko un eksperimentālo rezultātu analīze parādīja labu korelāciju starp aprēķiniem un sintezētajiem paraugiem.

Vairāk informācijas ASI tīmekļvietnē