Способ получения люминесцирующих пленок

(51) 01 21/64 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ ПЛЕНОК(57) Изобретение относится к производству оптических материалов и может быть использовано для изготовления светоизлучающих оптических сред для оптоэлектроники в видимой области спектра. Для повышения коэффициента переноса и термической стабильности пленок ЛенгмюраБлоджетт неамфифильных ароматических молекул в состав пленок добавляется амфифильный полимер.(72) Ибраев Ниязбек Хамзаулы Аймуханов Айтбек Калиевич Селиверстова Евгения Владимировна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный университет им. академика Е.А. Букетова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Ибраев Н.Х., Латонин В.А. Кинетика затухания аннигиляционной замедленной флуоресценции ароматических молекул в пленках Ленгмюра 23778 Изобретение относится к производству оптических материалов и может быть использовано для изготовления светоизлучающих оптических сред для оптоэлектроники в видимой области спектра. Известен способ получения флуоресцирующих пленок Ленгмюра-Блоджет (Л-Б) на основе амфифильных молекул антрацена, включающий приготовления мономолекулярного слоя вещества на поверхности воды и последующий его перенос на подложку ( ,.,В.,.,., 1989, . 169, .1,127-142). Основным недостатком данного способа является то, что для получения мономолекулярного слоя на поверхности субфазы используются амфифильные ароматические молекулы, обладающие поверхностно-активными свойствами. Для получения амфифильных молекул ароматических углеводородов необходимо проводить дополнительный химический синтез, что является сложной задачей. Наиболее близким к предлагаемому способу является получение смешанных пленок ЛенгмюраБлоджет на основе неамфифильных ароматических углеводородов и жирных кислот (Ибраев Н.Х.,Латонин В.А. Кинетика затухания аннигиляционной замедленной флуоресценции ароматических молекул в пленках Ленгмюра-Блоджетт. Физика твердого тела, 1999, том.41, вып.4, с. 736-739). В этом случае мономолекулярный слой формируют на поверхности водной субфазы из бинарного раствора неамфифильных молекул ароматических углеводородов и амфифильной стеариновой кислоты. Методом вертикального лифта по технологии Ленгмюра-Блоджетт монослой переносят на поверхность подложки. Последовательно наслаивая монослои друг на друга получают мультислойные пленки необходимой оптической плотности и интегральной интенсивности излучения. Основным недостатком получаемых Л-Б пленок является их низкая термическая стойкость, так как жирные кислоты обладают низкими температурами плавления. Задача изобретения состоит в получении люминесцирующих смешанных Л-Б пленок неамфифильных ароматических углеводородов и амфифльного полимера(поли(,-диалил-октадециламин-а-малеиновой кислоты,обладающего высоким коэффициентом переноса и большой термостойкостью по сравнению с жирными кислотами. Результат достигается путем смешивания растворов ароматического углеводорода и полимера,нанесением смеси на водную субфазу и переносом сформировавшегося монослоя на поверхность стеклянной подложки. Способ осуществляется следующим образом (на примере антрацена). Полимер массой 7,5 мг растворяют в 5 мл этилового спирта, содержащего 0,1 мл нормального раствора НС. Нагревают раствор до 60 С и выдерживают при данной температуре в течение 30 минут. Затем из полученного раствора берут 0,5 мл и добавляют в 4,5 мл хлороформа. 2 Антрацен массой 0,75 мг растворяют в 5 мл хлороформа. Смешивают растворы антрацена и полимера в молярных соотношениях 7525 моль. Полученную смесь наносят на водную поверхность автоматизированной ленгмюровской ванны. Полученный монослой выдерживают в течение 30 минут до полного растекания. Измеряют изотерму сжатия монослоя (зависимость поверхностного давления от площади, занимаемой одной молекулой) для определения оптимального давления переноса,соответствующего состоянию максимально уплотненного монослоя. Затем при фиксированном поверхностном давлении 34 мН/м осуществляется перенос монослоя на твердую подложку. В качестве подложки используются пластины из кварцевого стекла. Контрольные эксперименты проводятся для смешанных Л-Б пленок антрацена и стеариновой кислоты. Получают смешанные Л-Б пленки антрацена и полимера при молярных соотношениях 2575, 5050, 7525, 9010 моль и измеряют спектры флуоресценции,из которых определяют интегральные интенсивности свечения. Смешанная Л-Б пленка антрацена и стеариновой кислоты в соотношении 7525 моль нагревается до температуры 100 С и выдерживается при этой температуре в течение 30 минут. Затем пленка нагревается до температуры 200 С и также выдерживается в течение 30 минут. Термостойкость пленок контролируется путем измерений их электронных спектров поглощения и оптических плотностей в максимумах полос поглощения стеариновой кислоты (200 нм) и антрацена (390 нм) до нагрева и после на спектральном приборе СФ-26. Оптическая плотность в максимумах полос поглощения стеариновой кислоты и антрацена в Л-Б пленках в процессе нагревания уменьшается. Сущность изобретения поясняется следующими примерами. Пример 1. Приготавливают смешанные Л-Б пленки антрацена и полимера с молярными соотношениями компонентов 2575, 5050, 7525,9010 моль. Измеряют спектры флуоресценции пленок. Определяют значения относительной интегральной интенсивности свечения смешанных ЛБ пленок (табл. 1). Наибольшее значение выхода свечения соответствует пленке с соотношением компонентов 7525 моль. Пример 2. В ленгмюровской ванне на поверхности водной субфазы формируют смешанные монослои антрацена и полимера при следующих соотношениях 2575, 5050, 7525, 9010 моль. Путем переноса монослоев на поверхность стеклянных пластинок определяют коэффициент переноса пленки как отношение уменьшения площади монослоя к площади поверхности пластики(табл.2). При молярных соотношениях антрацена и полимера выше, чем 7525 моль коэффициент переноса пленки падает. Пример 3. Приготавливают смешанную Л-Б пленку антрацена и полимера с молярным соотношением компонентов 7525 моль. Измеряют значения оптических плотностейв максимумах 23778 полос поглощения полимера (макс 200 нм) и красителя (макс 390 нм). Нагревают Л-Б пленку до температуры 100 С при атмосферном давлении и выдерживают в течение 30 минут при данной температуре. Измеряютна длинах волн 200 и 390 нм (табл.3). Отношения значенийдо и после нагревания на длинах волн 200 и 390 нм составляют 1,0 1,0 соответственно. Пример 4. Приготавливают смешанную Л-Б пленку антрацена и полимера с молярным соотношением компонентов 7525 моль. Измеряют значения оптических плотностейв максимумах полос поглощения полимера (макс 200 нм) и красителя (макс 390 нм). Нагревают Л-Б пленку до температуры 200 С при атмосферном давлении и выдерживают в течение 30 минут при данной температуре. Измеряютна длинах волн 200 и 390 нм. Отношения значенийдо и после нагревания на длинах волн 200 и 390 нм составляют 1,3 1,4 соответственно. Пример 5. Приготавливают смешанную Л-Б пленку антрацена и стеариновой кислоты с молярным соотношением компонентов 7525 моль. Измеряют значения оптических плотностейв максимумах полос поглощения стеариновой кислоты (макс 200 нм) и красителя (макс 390 нм). Нагревают ЛБ пленку до температуры 100 С при атмосферном давлении и выдерживают в течение 30 минут при данной температуре. Измеряютна длинах волн 200 и 390 нм. Отношения значенийдо и после нагревания на длинах волн 200 и 565 нм составляют 1,2 и 1,5 соответственно. Пример 6. Приготавливают смешанную Л-Б пленку антрацена и стеариновой кислоты с молярным соотношением компонентов 7525 моль. Измеряют значения оптических плотностейв максимумах полос поглощения стеариновой кислоты (макс 200 нм) и антрацена (макс 390 нм). Нагревают Л-Б пленку до температуры 200 С при атмосферном давлении и выдерживают в течение 30 минут при данной температуре. Измеряютна длинах волн 200 и 390 нм. Отношения значенийдо и после нагревания на длинах волн 200 и 565 нм составляют 1,6 и 2 соответственно. В таблице 1 представлены значения относительной интегральной интенсивности флуоресценции смешанных Л-Б пленок антрацена и полимера. Молярное соотношение антрацена и полимера в Л-Б Интенсивность флуоресценции, отн. ед. пленке, моль 2575 3,8 5050 13,5 7525 16,3 9010 9,3 В таблице 2 приведены значения коэффициента переноса смешанных Л-Б пленок антрацена и полимера на поверхность стеклянной подложки. Молярное соотношение антрацена и полимера в Л-Б Коэффициент переноса пленке, моль 2575 0,92 5050 0,80 7525 0,74 9010 0,33 В таблице 3 представлены сравнительные данные по термооптической стабильности смешанных Л-Б пленок антрацена и полимера. Л-Б пленка Отношение оптических плотностей до Отношение оптических плотностей до и после нагревания до 100 С и после нагревания до 200 С на длине на длине волны на длине волны на длине волны волны 200 нм 390 нм 200 нм 390 нм Антрацен полимер 1,0 1,0 1,3 1,4 Антраценстеариновая 1,2 1,5 1,6 2 кислота ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения люминесцирующих пленок в видимой области спектра,включающий приготовление смешанного мономолекулярного слоя и сополимера ,-диалилоктадециламина и малеиновой кислоты на поверхности воды с последующим переносом его на твердую подложку методом Ленгмюра-Блоджетт, отличающийся тем,что в качестве мономолекулярного слоя используют неамфифильные молекулы ароматических углеводородов