Seltenerdfluoride sind aufgrund ihrer einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften zu wichtigen Matrizen für die Herstellung von Up/Down-Conversion-Lumineszenzmaterialien geworden. Herkömmliche Leuchtstoffe aus Seltenerdfluorid neigen jedoch zur Hygroskopizität, was ihre Leuchtleistung beeinträchtigt. Um dieses Problem anzugehen, verwenden Forscher häufig Siliziumoxidbeschichtungen (SiO₂), um ihre Oberflächen zu modifizieren und so die Hydrophobie und Stabilität der Materialien zu verbessern. Darauf aufbauend schlägt diese Studie eine innovative Strategie zur Herstellung eines neuartigen Verbundaerogels auf der Basis von Seltenerdfluorid- (YF₃:Yb³⁺,Er³⁺@SiO₂) mit einer bandähnlichen Struktur durch einachsiges Elektrospinnen, saure{5}Base-Dualkatalyse und Gefriertrocknung vor. Dieses Material weist nicht nur hervorragende Lumineszenzeigenschaften auf, sondern kombiniert auch Elastizität und Hydrophobie und liefert so neue Erkenntnisse für die Gestaltung optischer Funktionsmaterialien.
In dieser Studie wurde erfolgreich ein neuartiges Verbundaerogel auf der Basis von Seltenerdmetallfluorid-YF₃:10 %Yb³⁺,1 %Er³⁺@15 %SiO₂-Band-ähnliches Nanoband-Aerogel (BIBSN-Aerogel) konstruiert. Dieses Material wurde durch einachsiges Elektrospinnen in Kombination mit einem Fluorierungskalzinierungsprozess mit einem einzigen-Tiegel hergestellt. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass YF₃:10%Yb³⁺,1%Er³⁺@15%SiO₂BIBSN bei 980-nm-Anregung eine starke grüne Upconversion-Lumineszenz zeigt. Darüber hinaus behält dieses Aerogel nach mehreren Kompressions- und Freisetzungszyklen bei einem Druck von 200 g eine ausgezeichnete Elastizität bei und besitzt eine gute Hydrophobie mit einem Wasserkontaktwinkel von etwa 120,71 Grad. Dieses neuartige Aerogelmaterial, das Lumineszenz, Elastizität und Hydrophobie kombiniert, bietet breite Anwendungsaussichten in Bereichen wie Festkörperbeleuchtung, Bioimaging, Fälschungssicherheit und optische Erkennung. Die Studie untersuchte weiter die strukturellen Eigenschaften, Lumineszenzeigenschaften, das elastische Verhalten und die hydrophoben Eigenschaften des Materials und enthüllte den Zusammenhang zwischen seiner einzigartigen bandähnlichen Struktur und hervorragenden multifunktionalen Eigenschaften.
Die Schlussfolgerungen dieser Studie zeigen, dass das YF₃:10%Yb³⁺,1%Er³⁺@15%SiO₂ bandartige Nanoband-Aerogel, das durch einachsiges Elektrospinnen und Säure-Base-Dual-katalytisches Einfrieren-hergestellt wurde, nicht nur die hervorragenden Lumineszenzeigenschaften von Seltenerdelementen besitzt, sondern auch einzigartige strukturelle Vorteile aufweist, wodurch die Integration multifunktionaler Elemente erreicht wird Eigenschaften. Diese neuartige Strategie zur Herstellung von Aerogelmaterialien bietet einen kostengünstigen und einfachen Ansatz für die Entwicklung multifunktionaler lumineszierender Aerogele mit elastischen Eigenschaften und soll die praktische Anwendung optischer Funktionsmaterialien in weiteren Bereichen fördern.