Una antena de nanocarbono apilada hace que un elemento de tierras raras brille 5 veces más brillante que los diseños anteriores, con aplicaciones en dispositivos de emisión de luz molecular.
Un diseño molecular único desarrollado por investigadores de la Universidad de Hokkaido hace que un complejo de europio brille más de cinco veces más brillante que el mejor diseño anterior cuando absorbe luz azul de baja energía. Los hallazgos fueron publicados en la revista Química de comunicaciones , y podría conducir a fotosensibilizadores más eficientes con una amplia variedad de aplicaciones.
Los fotosensibilizadores son moléculas que se excitan cuando absorben luz y luego transfieren esta energía excitada a otra molécula. Se usan en reacciones fotoquímicas, sistemas de conversión de energía y en terapia fotodinámica, que utiliza la luz para matar algunos tipos de cáncer en etapa temprana.
El diseño de los fotosensibilizadores disponibles en la actualidad a menudo conduce a la pérdida de energía inevitable, por lo que no son tan eficientes en la absorción de luz y la transferencia de energía como quisieran los científicos. También requiere luz de alta energía, como los rayos UV, para la excitación.
Yuichi Kitagawa y Yasuchika Hasegawa del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas de la Universidad de Hokkaido WPI-ICReDD trabajaron con colegas en Japón para mejorar el diseño de fotosensibilizadores convencionales.
Su concepto se basa en extender la vida útil de un estado de energía molecular llamado estado triplete excitado y reducir las brechas entre los niveles de energía dentro de la molécula fotosensibilizadora. Esto conduciría a un uso más eficiente de los fotones y la pérdida de energía reducida.
Los investigadores diseñaron una "antena" de nanocarbono hecha de coroneno, un hidrocarburo aromático policíclico que contiene seis anillos de benceno. Dos antenas de nanocarbono se apilan una encima de la otra y luego se conectan a ambos lados al europio de metal de tierras raras.agregado para fortalecer los enlaces entre las antenas de nanocarbono y el europio. Cuando las antenas de nanocarbono absorben la luz, transfieren esta energía al europio, haciendo que el complejo emita luz roja.
Los experimentos mostraron la luz mejor absorbida del complejo con longitudes de onda de 450 nm. Cuando una luz LED azul diodo emisor de luz brillaba en el complejo, brillaba más de cinco veces más brillante que el complejo de europio que hasta ahora tenía la emisión más fuerte reportadabajo luz azul. Los investigadores también demostraron que el complejo puede soportar altas temperaturas por encima de 300 ° C gracias a su estructura rígida.
"Este estudio proporciona información sobre el diseño de fotosensibilizadores y puede conducir a materiales fotofuncionales que utilizan eficientemente la luz de baja energía", dice Yuichi Kitagawa, del equipo de investigación. El nuevo diseño podría aplicarse para fabricar dispositivos de emisión de luz molecular, entre otrosaplicaciones, dicen los investigadores.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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