Свет из камня: ученые ТПУ превратили обычный мел в высокотехнологичный люминофор

Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) совершили прорыв в неорганической химии, разработав технологию создания ярких светящихся материалов на основе обычного природного сырья. В качестве основы для новых люминесцентных матриц ученые использовали широко распространенные карбонатные породы – мрамор, мел и известняк.

Свет из камня: ученые ТПУ превратили обычный мел в высокотехнологичный люминофор
Алюминат кальция, легированный марганцем

Химия повседневности

Традиционно для производства алюминатов кальция – «золотого стандарта» фосфоров для аварийного освещения и дорожной разметки – требуются редкоземельные элементы, такие как европий и диспрозий. Их добыча сложна, а стоимость высока, что делает конечный продукт дорогим.

Томские политехники предложили заменить дефицитные компоненты оксидом марганца и борной кислотой, активируя структуру гроссита природными примесями. Полученные образцы при дневном свете имеют естественный коричневатый оттенок, но под воздействием ультрафиолета излучают насыщенный красный свет с пиком волны 654 нм – именно этот спектр наиболее заметен человеческому глазу в условиях темноты или задымления.

«Нам удалось доказать, что химия высоких технологий может быть «зеленой». Мы берем камень, который лежит под ногами, и превращаем его в функциональный материал будущего», – комментирует профессор отделения химической инженерии ТПУ Андрей Мостовщиков.

Тонкая настройка светом

Одной из главных находок исследования стала возможность управления свойствами материала через анализ примесей в исходном сырье. Ученые установили прямую корреляцию:

  • Магний выступает синергистом, повышая эффективность захвата и отдачи энергии фотонов.
  • Железо, напротив, работает как «ловушка», гасящая свечение и снижающая яркость.

Наиболее эффективным сырьем признан мрамор благодаря его кристаллической чистоте и оптимальному балансу микроэлементов. Результаты работы опубликованы в авторитетном издании Ceramics International (первый квартиль, импакт-фактор 6,0).

В проекте были задействованы ресурсы Инженерной школы природных ресурсов, Инженерной школы неразрушающего контроля ТПУ, а также специалисты ТГАСУ. Перспективы внедрения охватывают создание долговечных систем безопасности, автономных указателей эвакуации и биосовместимых маркеров нового поколения.

Читайте также

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA