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3D-Printed polymer microstructures doped with lanthanide ions for ratiometric and lifetime-based luminescence thermometry

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Autor(es):
Baltieri, Ricardo Santos ; Reupert, Aaron ; Manzani, Danilo ; Wondraczek, Lothar
Número total de Autores: 4
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C; v. 13, n. 37, p. 11-pg., 2025-08-29.
Resumo

Additive manufacturing of temperature-responsive materials presents new opportunities for the development of precise thermal sensors in micro- and nanoscale devices. In this study, we demonstrate the integration of lanthanide ions (Eu3+, Tb3+, and Sm3+) into 3D-printed polymer microstructures for temperature sensing via luminescence. Eu3+-doped structures exhibited stable luminescence and enhanced energy harvesting from organic ligands, indicating their high potential for temperature sensing applications. In contrast, Tb3+ and Sm3+ systems exhibited interference from background fluorescence. Temperature-dependent measurements revealed complementary behavior between the polymer and Eu3+ emissions, enabling ratiometric sensing across two distinct temperature ranges. By utilizing luminescence intensity ratio and lifetime analysis, maximum sensitivities of 5.5% K-1 (360 K) and 5.7% K-1 (370 K) were achieved, respectively. These findings position 3D-printed lanthanide-doped structures as robust, sensitive, and remote temperature sensing platforms. (AU)

Processo FAPESP: 22/15958-4 - Desenvolvimento de um compósito polímero-lantanídeo para deposição na superfície da ponta de fibra óptica por impressão 3D
Beneficiário:Ricardo Santos Baltieri
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Processo FAPESP: 20/11038-2 - Materiais vítreos multifuncionais à base de óxidos de metais pesados e oxifluoretos dopados com terras raras para aplicação em fotônica
Beneficiário:Ricardo Santos Baltieri
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 23/05994-6 - Conversão de energia envolvendo íons lantanídeos em vidros e vitrocerâmicas oxifluoretos: Dos estudos fundamentais às propriedades luminescentes e termométricas
Beneficiário:Danilo Manzani
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular