• Universitat de València
• INNCEINNMAT S.L.
• Consejo Superior de Investigaciones Científicas

• Ángel M López Buendía
• Mar Urquiola Casas
• José Francisco Fernández Lozano
• Esther Enríquez Pérez

En les últimes dècades la investigació en nanoquímica ha impulsat el desenvolupament de materials innovadors d'aplicació en diverses àrees tecnològiques. Cal destacar l'interés de les nanopartícules d'upconversion (UCNPs), que estan compostes per nanocristalls inorgànics dopats amb ions lantànid, els quals poden emetre en l'ultraviolat, visible i/o infraroig després de la seua excitació en l'infraroig pròxim utilitzant díodes làser de baix cost. Les UCNPs es preparen generalment amb una capa de material orgànic ancorat a la seua superfície mitjançant grups ionizables del tipus carboxilat. No obstant això, aquests grups es protonen a pHs inferiors a 4 i s'eliminen de la superfície de la nanopartícula, la qual cosa pot causar la deterioració de les UCNPs i, per tant, de la seua luminescència. Aquesta falta d'estabilitat del pasivat de la partícula a pH < 4 impedeix l'ús de les UCNPs en aplicacions que requerisquen mitjans àcids, com ara la síntesi de materials compostos ceràmics o síntesis de pintures.

Personal investigador de la Universitat de València, INNCEINNMAT S.L. i el CSIC han desenvolupat un nou mètode per a la fabricació de nanopartícules d'upconversion (UCNP) amb un pasivat orgànic estable en mitjans extramadament àcids, fins i tot pròxims a dos, preservant així la seua eficiència luminescent.

Aquestes UCNPs es mantenen disperses i estables en un ampli rang de pHs, tant bàsics com àcids, la qual cosa és de gran interés per a les seues aplicacions tecnològiques. Així, es pot preparar un compòsit d'aquestes nanopartícules mitjançant un procés sol-gel, de manera que el material compost posseïsca elevada luminescència, alta resistència a agents químics i estabilitat tèrmica, preferiblement a temperatures ≥ 400 °C.

La present invenció permet l'ús de les nanopartícules upconversion en la fabricació de compòsits que requereixen la presència de mitjans àcids per a donar lloc a una àmplia gamma de materials luminescents amb resposta a la llum infraroja. Aquesta invenció pot resultar de gran interés en els sectors de paper, plàstic, envàs, tèxtil, automobilístic, pintures, medic-farmacèutic, seguretat documental, traçadors, pigments ceràmics, optoelectrònic o fotovoltaic.

D'interés, el material compost luminescent és incolor, la qual cosa permet la seua aplicació com a marcador d'autenticació o qualitat en sectors com ara el sector del paper, envàs o tèxtil.

Els avantatges aportats per la invenció es resumeixen en:

• Estabilitat de les UCNPs en mitjans àcids fins a pH 2, permetent la seua implementació en la preparació de diversos materials d'interés tecnològic.
• Elevada luminescència de les UCNPs, permetent la utilització de baixes concentracions del material.
• Transparència de les nanopartícules en el visible.
• Excitació del material utilitzant díodes làser infraroig de baix cost.

• Patent concedida