Los fluoruros de tierras raras, debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas, se han convertido en matrices importantes para preparar materiales luminiscentes de conversión ascendente/descendente. Sin embargo, los materiales luminiscentes tradicionales de fluoruro de tierras raras son propensos a la higroscopicidad, lo que afecta su rendimiento luminiscente. Para abordar este problema, los investigadores suelen utilizar recubrimientos de sílice (SiO₂) para modificar sus superficies, mejorando la hidrofobicidad y la estabilidad de los materiales. Sobre la base de esto, este estudio propone una estrategia innovadora para preparar un nuevo aerogel compuesto a base de fluoruro de tierras raras-(YF₃:Yb³⁺,Er³⁺@SiO₂) con una estructura similar a una cinta-mediante electrohilado uniaxial, catálisis dual ácida-base y liofilización-. Este material no sólo exhibe excelentes propiedades luminiscentes sino que también combina elasticidad e hidrofobicidad, lo que proporciona nuevos conocimientos para el diseño de materiales ópticos funcionales.
Este estudio construyó con éxito un nuevo aerogel compuesto-de tierras raras-a base de fluoruro de tierras raras-YF₃:10%Yb³⁺,1%Er³⁺@15%SiO₂, similar a una cinta de nanocinta-aerogel de nanocinta (aerogel BIBSN). Este material se preparó mediante electrohilado uniaxial combinado con un proceso de calcinación por fluoración en crisol único. Los resultados experimentales muestran que YF₃:10%Yb³⁺,1%Er³⁺@15%SiO₂BIBSN exhibe una fuerte luminiscencia de conversión ascendente verde bajo excitación de 980 nm. Además, este aerogel mantiene una excelente elasticidad después de múltiples ciclos de compresión-liberación a 200 g de presión y posee buena hidrofobicidad, con un ángulo de contacto con el agua de aproximadamente 120,71 grados. Este novedoso material de aerogel, que combina luminiscencia, elasticidad e hidrofobicidad, muestra amplias perspectivas de aplicación en campos como la iluminación de estado sólido, la bioimagen, la lucha contra la falsificación y la detección óptica. El estudio exploró más a fondo las características estructurales, las propiedades de luminiscencia, el comportamiento elástico y las propiedades hidrófobas del material, revelando la relación entre su estructura única en forma de cinta-y sus excelentes propiedades multifuncionales.
Las conclusiones de este estudio indican que el aerogel de nanocinta similar a una cinta de YF₃:10%Yb³⁺,1%Er³⁺@15%SiO₂-preparado mediante electrohilado uniaxial y liofilización catalítica-doble-basa ácida-no solo hereda las excelentes propiedades de luminiscencia de los elementos de tierras raras, sino que también exhibe ventajas estructurales únicas, logrando así la integración de propiedades multifuncionales. Esta novedosa estrategia de preparación de material de aerogel proporciona un enfoque simple y de bajo costo- para diseñar aerogeles luminiscentes multifuncionales con propiedades elásticas, y se espera que promueva la aplicación práctica de materiales ópticos funcionales en más campos.