• 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 las últimas décadas la investigación en nanoquímica ha impulsado el desarrollo de materiales innovadores de aplicación en diversas áreas tecnológicas. Cabe destacar el interés de las nanopartículas de upconversion (UCNPs), que están compuestas por nanocristales inorgánicos dopados con iones lantánido, los cuales pueden emitir en el ultravioleta, visible y/o infrarrojo tras su excitación en el infrarrojo cercano utilizando diodos láser de bajo coste. Las UCNPs se preparan generalmente con una capa de material orgánico anclado a su superficie mediante grupos ionizables del tipo carboxilato. Sin embargo, estos grupos se protonan a pHs inferiores a 4 y se eliminan de la superficie de la nanopartícula, lo que puede causar el deterioro de las UCNPs y, por tanto, de su luminiscencia. Esta falta de estabilidad del pasivado de la partícula a pH < 4 impide el uso de las UCNPs en aplicaciones que precisen medios ácidos, tales como la síntesis de materiales compuestos cerámicos o síntesis de pinturas.

Personal investigador de la Universitat de València, INNCEINNMAT S.L. y el CSIC han desarrollado un novedoso método para la fabricación de nanopartículas de upconversion (UCNP) con un pasivado orgánico estable en medios extramadamente ácidos, incluso cercanos a dos, preservando así su eficiencia luminiscente.

Estas UCNPs se mantienen dispersas y estables en un amplio rango de pHs, tanto básicos como ácidos, lo que es de gran interés para sus aplicaciones tecnológicas. Así, se puede preparar un composite de dichas nanopartículas mediante un proceso sol-gel, de manera que el material compuesto posea elevada luminiscencia, alta resistencia a agentes químicos y estabilidad térmica, preferiblemente a temperaturas ≥ 400ºC.

La presente invención permite el uso de las nanopartículas upconversion en la fabricación de composites que requieren la presencia de medios ácidos para dar lugar a una amplia gama de materiales luminiscentes con respuesta a la luz infrarroja. Esta invención puede resultar de gran interés en los sectores de papel, plástico, envase, textil, automovilístico, pinturas, médico-farmacéutico, seguridad documental, trazadores, pigmentos cerámicos, optoelectrónico o fotovoltaico.

De interés, el material compuesto luminiscente es incoloro, lo que permite su aplicación como marcador de autenticación o calidad en sectores tales como el sector del papel, envase o textil.

Las ventajas aportadas por la invención se resumen en:

• Estabilidad de las UCNPs en medios ácidos hasta pH 2, permitiendo su implementación en la preparación de diversos materiales de interés tecnológico.
• Elevada luminiscencia de las UCNPs, permitiendo la utilización de bajas concentraciones del material.
• Transparencia de las nanopartículas en el visible.
• Excitación del material utilizando diodos láser infrarrojo de bajo coste.

• Patente concedida