La fluorescence des Quantum Dots varie-t-elle en fonction du medium de dispersion ?

[adrienlucca]

Bonjour,

j'essaie de disperser des Quantum Dots (QDs, voir : http://www.plasmachem.com/shop/en/62...-water-soluble ) dans un médium à peindre de type acrylique pour créer une couche picturale fluorescente.

J'ai observé que la luminescence des QDs est très supérieure dans l'eau, s'affaiblit dans le médium acrylique, et devient médiocre dans la couche picturale une fois sèche.

- Y-aurait-il une intéraction entre les nano-cristaux et les molécules du médium qui expliquerait la perte de fluorescence ?

- Ou bien la perte de fluorescence s'expliquerait-elle plutôt par la mauvaise dispersion des cristaux dans le médium acrylique ?

- Ou encore par la distance plus faible des cristaux entre-eux dans la couche mince d'acrylique sèche en comparaison avec leur excellente dispersion dans l'eau ?

- Dernière piste : l'acrylique absorbe davantage les UV, partiellement sources d'énergie de la fluorescence, par conséquent celle-ci s'affaiblit ? (D'après moi peu probable, car la lumière bleue suffit à créer de la fluorescence dans le cas des QDs)


Autrement dit, quel est le meilleur médium d'après vous pour peindre une couche transparente et fluorescente avec des QDs ?

Merci
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[40CDV20]

Bjr,
Pour répondre au titre, je pense que oui (V/photoluminescence pour le mécanisme)
J'ai eu l'occasion d'utiliser ces produits dans des applications techniques, mais ça fait un bon bout de temps.
L'application se faisait par voie pneumatique en système ternaire :
-une sous couche blanche active aux UV (sans rapport avec une peinture murale)
-une base active "fluo"
-un vernis de protection transparent aux UV
Le liant était une solution acrylique composée de méthyl/éthyl et butylméthacrylate, les solvants, mélange d'esters, de cétones et d'éthers de glycol, les diluants, des homologues benzéniques.
Je pense que ce ne doit pas être très différent des compositions actuelles présentées en aérosols. N'en ayant jamais utilisé, je ne sais pas dire ce que ça peut donner en utilisant des liants de type émulsion, tels les vernis transparents des GSB.
Cdt.

[40CDV20]

Re,
Juste une remarque qui n'a rien de désagréable , mais pour être mieux compris, il faut être plus précis et utiliser la terminologie usuelle.
-un "médium" c'est habituellement un panneau composite fait à partir de bois. Si on parle ici, comme je le suppose d'un liant polymérique qui doit assurer la cohésion de l'ensemble, c'est matrice, résine, co-polymère,...mais médium ?
-préciser également quelle est la nature du liant ? (vernis acrylique en émulsion,...)
-préciser aussi si des pigments sont incorporés,...ou déjà présents,..
etc,....
A noter également que quand on "bricole" dans ce domaine on en contrôle les effets pas par pas et sous lumière de Wood.
Ceci étant les questions sont pertinentes, donc tout n'est pas perdu
Cdt.

[adrienlucca]

Merci pour ces 2 réponses,

il est en effet courant dans mon champ de parler de "médium", alors qu'il serait plus correct - en français - de dire liant. Et de "fluorescence" pour signifier photoluminescence. Toutes mes excuses.
Ajoutons pour que tout soit clair désormais que je parle de nanocristaux photoluminescents qui ont tendance à absorber les photons jusqu'à environ 460 nm et à en réémettre, suivant leur dimensions, entre 500 et 700 nm.
En ce qui concerne le liant lui-même, j'ai expérimenté avec des nanocristaux fonctionnalisés pour être hydrophiles, les ai dispersés dans de l'eau à hauteur de 10 mg / ml et ai dispersé cette dispersion dans un liant acrylique type "beaux-arts" Pébéo transparent et brillant (donc ne contenant pas de charges opacifiantes type fumée de silice).

Depuis que j'ai posé ma question, j'ai fait une nouvelle hypothèse, à savoir qu'il y avait une chance que le liant lui-même ait détérioré les nanocristaux, mais il m'est difficile de me prononcer n'ayant pas les moyens de procéder à un tel diagnostic. Vous avez en tout cas raison de me conseiller d'utiliser une lampe UV lorsque je travaille là-dessus, merci.

Vos commentaires me rendent curieux :

- vous dites qu'il existe actuellement des aérosols contenant de tels produits ? Pour quelles applications ? Se trouvent-t'ils sur le marché ?
- dans votre système ternaire, qui était - j'imagine - transparent, d'où venait la source d'énergie lumineuse ? Elle traversait d'abord la sous couche ?
- enfin, au fond vous n'avez pas tout à fait répondu à ma première question à savoir si la photoluminescence variait en fonction du liant. Qu'en pensez-vous et que conseilleriez-vous pour éviter une perte de performance ?

Merci et bien à vous,
AL

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
Effectivement ça peut se résumer à une absorption-ré-émission par l'action exitatrice d'un rayonnement lumineux. Ce dont je faisais référence est dénué de toute application artistique, il s'agissait de repères d'identification permettant une localisation rapide mais discrète "tous temps" de points singuliers sur des aéronefs embarqués. De nuit, l'activation était renforcée par sources de Wood ponctuelles.
(mon intervention se limitait à apporter une solution à la mauvaise tenue dans le temps des dits repères au contacts des fluides techniques usuels d'environnement tels, skydrol, glycol,...)
Je n'ai plus souvenir du fournisseur, si ce n'est que les ingrédients étaient logés en pots avec un diluant commun pour l'application. La documentation technique était minimale, ce qui est commun dans l'armement.
Les surfaces des matériels étant de couleur grise assez soutenue, je suppose que la sous couche blanche faisait office de "barrière et de réflecteur", elle était particulièrement active autour de 400nm, ce qui n'est pas le cas d'une peinture blanche ordinaire. J'immagine que le pigment était du dioxyde de titane activé (manganèse, antimoine, terres rares,...). L'aspect final était légèrement satiné.
Quant à la base fluo, je n'ai pas d'idée précise sur sa composition, le film sec était d'aspect mat et ne semblait pas être d'une grande tenue mécanique. On peut supposer que le ratio de liant était minimal. La finition incolore d'aspect satinée avait pour fonction de protéger le dispostif.
La solution apportée a consisté à remplacer le vernis acrylique par un copolymère vinyl-acryl, mais avec une perte d'efficacité de l'ordre de 5% en relation avec une transparence aux UV légèrement dégradée.

Je pense que ce qui est "étranger" au dispositif, c'est à dire le liant doit être aussi discret et neutre que possible ce qui implique une quasi transparence aux rayonnements. Dans cette exigence, les acryliques modifiés sont performants et les plus simples d'application. Dans le cas présent, il est également possible que l'hydrophilie marquée des nanocristaux pose un problème de compatibilité. Je ne connais pas ce vernis "pébéo", vous ne dites pas s'il s'agit d'une émulsion aqueuse ou d'une phase solvantée ?

Effectivement, dans de la réalisation "artistique" d'affiches et autres, j'ai vu qu'il était commercialisé nombres d'ingrédients sous forme d'aérosols à base méthacrylate. Je ne m'y suis pas intéressé suffisemment pour dire qu'il s'agissait strictement de la même technique.
Cdt.