close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15445

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15445
(13) C1
(19)
G 01K 11/00 (2006.01)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
В ДИАПАЗОНЕ ОТ 4 ДО 300 K
(21) Номер заявки: a 20100184
(22) 2010.02.09
(43) 2011.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Старухин Александр Степанович; Крук Николай Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) SU 1647288 A1, 1991.
BY 11397 C1, 2008.
BY 12544 C1, 2009.
SU 1364913 A1, 1988.
SU 1476328 A1, 1989.
US 5161890 A, 1992.
US 4223226 A, 1980.
BY 15445 C1 2012.02.28
(57)
Способ определения температуры в диапазоне от 4 до 300 K, в котором в исследуемый
объем помещают температурный датчик на основе красителя, в качестве которого используют комплекс Pt(2-(2-тиенил)-пиридинат)2, растворенный в 2-метил-тетрагидрофуране,
регистрируют кинетику затухания фосфоресценции возбужденных молекул красителя и
определяют температуру в указанном объеме по заранее построенной калибровочной температурной зависимости вероятности дезактивации фосфоресцирующего триплетного состояния.
Фиг. 3
Изобретение относится к области оптики, нанотехнологии, молекулярной спектроскопии,
химии и может быть использовано для создания миниатюрных датчиков для дистанционного зондирования температуры объектов в режиме реального времени, где температура
BY 15445 C1 2012.02.28
исследуемых объектов варьируется от нескольких до 300 K. В частности, способ может
применяться в условиях воздействия электромагнитных полей для контроля температуры
кристаллов различного типа и биологических объектов.
Известен способ измерения температуры, основанный на измерении времени жизни
фосфоресценции диацетила (CH3COCOCH3), по изменению величины которого судят о
температуре [1]. Диапазон измерения температуры с помощью данного способа составляет от 273 до 393 K.
Недостатками данного способа являются невозможность измерения температуры ниже
273 K и ограниченная применимость для измерения температуры в биологических тканях.
Задачей данного изобретения является создание люминесцентного способа определения температуры в диапазоне от 4 до 300 K с возможностью измерений температуры на
длинах волн, соответствующих окну прозрачности биологических тканей.
Для выполнения поставленной задачи предложен способ определения температуры в
диапазоне от 4 до 300 K, использующий зависимость вероятности дезактивации возбужденных триплетных состояний молекул от температуры и заключающийся в измерении
времени затухания фосфоресценции, по обратной величине которого судят о температуре
исследуемого объекта.
В способе определения температуры в диапазоне от 4 до 300 K в исследуемый объект
помещают температурный датчик на основе красителя, в качестве которого используют
комплекс Pt(2-(2-тиенил)-пиридинат)2, растворенный в 2-метил-тетрагидрофуране, регистрируют кинетику затухания фосфоресценции возбужденных молекул красителя и определяют
температуру в указанном объеме по заранее построенной калибровочной температурной
зависимости вероятности дезактивации фосфоресцирующего триплетного состояния.
Предлагаемый способ определения температуры в диапазоне от 4 до 300 K использует
явление температурной зависимости вероятности дезактивации энергии электронного
возбуждения триплетных состояний органических соединений [2].
Пример 1.
Молекулы комплекса Pt(2-(2-тиенил)-пиридинат)2 (далее - Pt(2-thpy)2) (фиг. 1) растворяют в 2-метил-тетрагидрофуране при комнатной температуре и концентрации ∼ 1⋅10-5 M,
которую определяют спектрофотометрически при комнатной температуре с использованием известных величин коэффициентов экстинкции. Растворы Pt(2-thpy)2 помещают в
стеклянный капилляр, откачивают до давления воздуха ∼ 1⋅10-5 Topp и запаивают.
Полученный датчик помещают в оптический криостат. Кинетику затухания фосфоресценции регистрируют на автоматизированном люминесцентном спектрометре. Для
возбуждения образцов используют излучение неодимового лазера с длиной волны 530 нм.
На фиг. 2 приведена кинетика затухания фосфоресценции Pt(2-thpy)2 в 2-метилтетрагидрофуране, измеренная при температуре 77 K. Как видно из фиг. 2, кинетика затухания фосфоресценции является моноэкспоненциальной. Моноэкспоненциальный закон
затухания выполняется во всем исследованном температурном диапазоне.
Вероятность дезактивации фосфоресцирующего триплетного состояния kфос рассчитывается как величина, обратная времени жизни фосфоресценции τфос : kфос = 1/τфос. На
фиг. 3 представлена полученная зависимость вероятности дезактивации kфос фосфоресцирующего триплетного состояния Pt(2-thpy)2 от температуры. Калибровочные зависимости
для определения температуры (в кельвинах) имеют вид T = (kфос-0,0316)/0,00102, где величина kфос дана в мкс-1, либо, если непосредственно используется величина времени жизни фосфоресценции τфос (в мкс), T = (1/τфос-0,0316)/0,00102.
Таким образом, для определения температуры необходимо измерить время жизни
фосфоресценции τфос, испускаемой фосфоресцирующим датчиком. Измерения могут быть
выполнены на любой длине волны в области спектра фосфоресценции Pt(2-thpy)2 от 580
до 670 нм.
2
BY 15445 C1 2012.02.28
Источники информации:
1. А.с. СССР 1647288 A1, МПК G 01K 11/20.
2. Мак-Глинн С., Адзуми Т., Киносита М. Молекулярная спектроскопия триплетного
состояния. - М.: Мир, 1972.
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
74 Кб
Теги
by15445, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа