علمی، پژوهشی و فناوری

شناسایی اثرانگشت‌های مخفی با نانوذرات رنگی و فلورسانس

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در یک پروژه تحقیقاتی جدید که توسط محققان دانشگاه فردوسی مشهد و گروه شیمی دانشگاه زنجان انجام شده، نانوذرات لاتکس چندمنظوره‌ای با ویژگی‌های رنگ‌سنجی و فلورسانس توسعه یافته‌اند که توانایی واکنش به تغییرات محیطی را دارند.

این نانوذرات که به کمک روش پلیمریزاسیون امولسیونی یک‌مرحله‌ای ساخته شده‌اند، کاربردهای وسیعی در زمینه‌های مختلف از جمله شناسایی اثرانگشت‌های مخفی (LFPs)، ساخت جوهرهای ضد تقلب و دیودهای نوری ارگانیک (OLEDs) پیدا کرده‌اند. این تحقیق همچنین به توسعه موادی با خواص نوری متنوع پرداخته است که می‌توانند در فناوری‌های هوشمند و صنعت‌های مختلف نقش مهمی ایفا کنند.

با پیشرفت‌های روزافزون در حوزه فناوری‌های نانو، نیاز به مواد هوشمند که بتوانند به تغییرات محیطی حساس باشند، بیش از پیش احساس می‌شود. این مواد نه تنها در صنایع مختلف مانند الکترونیک، امنیت، و پزشکی کاربرد دارند، بلکه می‌توانند نقش مهمی در بهبود قابلیت‌های شناسایی و تشخیص در زمینه‌های مختلف ایفا کنند.

یکی از این خواص، حساسیت به محیط، تغییر رنگ و تابش فلورسانس در پاسخ به شرایط محیطی خاص است. نانوذرات لاتکس که در این تحقیق توسعه یافته‌اند، توانایی تغییر رنگ و تابش نور را بر اساس تغییرات محیطی نظیر قطبیت حلال‌ها و محیط‌های پلیمری دارند.

در این تحقیق، نانوذرات لاتکس چندمنظوره‌ای با گروه‌های عاملی مختلف مانند آمید، آمین، اسید، هیدروکسیل، اپوکسید و استرهای زنجیره بلند به کمک پلیمریزاسیون امولسیونی یک‌مرحله‌ای ساخته شدند. این نانوذرات دارای اندازه‌ای بین ۴۵ تا ۱۷۰ نانومتر هستند و بسته به قطبیت گروه‌های عملکردی، اشکال کروی یا غیرکروی (آنیزوتروپیک) به خود می‌گیرند. پس از ساخت نانوذرات لاتکس، این ذرات به کمک یک مشتق از اکسازولیدین (۵ درصد وزنی) اصلاح شدند تا ویژگی‌های رنگ‌سنجی و فلورسانسی مختلفی ایجاد کنند.در این تحقیق، تأثیر شرایط محیطی و قطبیت گروه‌های عاملی بر ویژگی‌های رنگ‌سنجی اکسازولیدین بررسی شد. نتایج نشان داد که در فاز محلولی، قطبیت محیط حلال مهم‌ترین پارامتر برای تغییر رنگ است، در حالی که در فاز جامد، تعاملات مولکول‌های اکسازولیدین با گروه‌های عملکردی پلیمر تأثیر زیادی بر تغییرات نوری دارند.

نانوذرات پلیمری رنگی و فلورسانس‌یافته در این تحقیق به‌عنوان مواد مناسب برای ساخت جوهرهای ضد تقلب، چاپ برچسب‌های امنیتی نوری و همچنین برای شناسایی اثرانگشت‌های مخفی (LFPs) تحت تابش نور مرئی و UV کاربرد دارند. از دیگر کاربردهای جالب این نانوذرات، استفاده از آن‌ها برای ساخت دیودهای نوری ارگانیک (OLED) با ویژگی‌های تابش مختلف بر اساس قطبیت گروه‌های عملکردی است.

این نانوذرات فلورسانس متعدد به ویژه در زمینه شناسایی اثرانگشت‌های مخفی (LFPs) با استفاده از روش‌های گرد و غبار پودری و تصویربرداری فلوروسنت کاربرد دارند. در این تحقیق، از این نانوذرات برای شناسایی اثر انگشت‌ها در شرایط نور مرئی و UV استفاده شده است. همچنین، این نانوذرات می‌توانند به‌عنوان جوهرهای ضد تقلب برای چاپ برچسب‌های امنیتی بر روی کاغذهای سلولزی استفاده شوند.

این تحقیق نه تنها به معرفی یک دسته جدید از مواد پلیمری با ویژگی‌های نوری متنوع پرداخته است، بلکه افق‌های جدیدی برای استفاده از این مواد در حوزه‌های مختلف از جمله حسگرها، جوهرهای هوشمند و الکترونیک ارگانیک گشوده است. این یافته‌ها نشان می‌دهند که نانوذرات لاتکس با ویژگی‌های حساس به محیط می‌توانند به عنوان مواد کاربردی در فناوری‌های نوین، مانند چاپ امنیتی، الکترونیک نوری و سیستم‌های تشخیص اثرانگشت، در آینده بسیار مفید واقع شوند.

نتایج این کار در قالب مقاله‌ای با عنوان Colorimetric and fluorimtric microenvironment responsivity of oxazolidine in solvatochromic latex nanoparticles: Versatile intelligent polymeric materials with advanced applications در نشریه Chemical Engineering Journal به چاپ رسیده است.