Un travail en Matériaux fonctionnels avancés montre comment des nanoparticules MOF préparées par séchage par pulvérisation et contenant des métaux lanthanides peuvent être utilisées comme nanothermomètres fonctionnant sur une large plage de températures, y compris dans la gamme cryogénique.

Les membres de l'ICN2 ont collaboré à de nouvelles recherches pour obtenir des nanothermomètres capables de fournir des données précises, mesures de température non invasives et auto-référencées à l'échelle submicrométrique. La recherche a été coordonnée par l'Université d'Aveiro (Portugal). Les résultats ont été publiés dans Matériaux fonctionnels avancés dans un article intitulé "Lanthanide-Organic Framework Nanothermometers Prepared by Spray-Drying".

La dépendance thermique de la luminescence du phosphore offre une sensibilité de détection et une résolution spatiale élevées avec des temps d'acquisition courts dans, par exemple, fluides biologiques, champs électromagnétiques puissants, et des objets en mouvement rapide.

La stratégie poursuivie par les chercheurs repose sur la dépendance thermique de la luminescence du phosphore, qui fournit une sensibilité de détection élevée et une résolution spéciale avec des temps d'acquisition courts dans des milieux tels que les fluides biologiques, champs électromagnétiques puissants, et des objets en mouvement rapide.

La détermination de la température est généralement basée sur le changement de l'intensité de la luminescence ou des temps de décroissance. Cependant, les mesures basées sur une seule transition f–f peuvent être très affectées par la variation de la concentration du capteur et la dérive des systèmes optoélectroniques, à savoir, les sources d'excitation et les détecteurs. Récemment, les auteurs ont rapporté des nanothermomètres auto-référencés basés sur le rapport d'intensité de deux transitions f–f qui surmontent les inconvénients de la détermination de la température avec une seule transition.

L'article montre également que des nanoparticules MOF préparées par séchage par pulvérisation peuvent être utilisées comme nanothermomètres luminescents ratiométriques fonctionnant sur une large plage de températures, en particulier, la gamme cryogénique. Le Prof Maspoch et le Dr Imaz ont contribué à la synthèse des nanoparticules MOF de Tb(III) et Eu(III), la première charpente organique de lanthanide préparée par la méthode de séchage par pulvérisation. Ce système est le nanothermomètre cryogénique le plus sensible rapporté à ce jour, alliant haute sensibilité, reproductibilité, et l'incertitude à basse température.