Die Lumineszenzthermometrie, die fluoreszenz-emittierende Nanomaterialien nutzt, ist entscheidend für eine Vielzahl von Anwendungen. Der in dieser Studie detaillierte Ansatz stellt eine wesentliche Synthese eines Hochleistungs-Radiometrie-Nanorhythmometers dar. TiO2-Nanoröhren wurden zunächst durch einen Sonikationsprozess in Kombination mit einer hydrothermischen Behandlung synthetisiert. Für die optische Temperatursensorik, insbesondere im ersten biologischen optischen Fenster, wurden TiO2-Nanoröhren mit Er3+ und Nd3+-Ionen co-dotiert. Die Einbringung der Seltenen-Erde-Ionen in die Wirtsmatrix wurde durch Röntgendiffraktion (XRD) bestätigt, während die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) eine wohldefinierte Nanoröhrenmorphologie zeigte, die auch durch die transmisions-elektronenmikroskopie (TEM) bestätigt wurde. Die optische Charakterisierung unter 532 nm Laseranregung ergab deutliche Emissionspeaks, die den Er3+ und Nd3+-Übergängen im spektralen Bereich von 600-1100 nm entsprechenden, mit einer starken Intensitätsvariation, als die Temperatur von 298 K auf 398 K anstieg. Das Fluoreszenzintensitätsverhältnis (FIR) der Emissionspeaks bei 810 nm und 900 nm wurde zur Entwicklung eines ratiometrischen Temperatursensors verwendet, der eine maximale relative Sensitivität von 2,81% K-1 bei Raumtemperatur mit einer Temperaturauflösung von 0,39 K zeigte. Darüber hinaus wurde die Leistung des lumineszenten Materials mit einer Intralipid-Lösung von 5% als optischem Gewebephantom bewertet, was sein Potenzial für In-vitro-Anwendungen demonstrierte. Diese Ergebnisse heben das Potenzial von TiO2:Er3+;Nd3+ Nanoröhren als vielversprechendes Material für nicht-invasive, hochsensitive optische Temperatursensorik in biologischen und medizinischen Kontexten hervor.
Hajji et al. (Do,) untersuchten diese Frage.