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    Modular la foto y la electroluminiscencia en un tinte molecular sensible a los estímulos

    Crédito:Wiley

    El control de los estados electrónicos excitados en sistemas luminiscentes sigue siendo un desafío en el desarrollo de tintes fluorescentes y fosforescentes. Ahora, Los científicos de Japón han desarrollado un fluoróforo orgánico único que cambia su color de emisión sin pérdida de eficiencia cuando se estimula externamente. El estudio publicado en la revista Angewandte Chemie explica este comportamiento mediante una simple transformación de fase de la sustancia sólida, que podría ser relevante para aplicaciones optoelectrónicas como en OLED inteligentes.

    Aunque la luminiscencia es un fenómeno ampliamente estudiado y su base teórica es bien conocida, el desarrollo de nuevos pigmentos y tintes con una funcionalidad excepcional no es sencillo. Las transiciones de fase de un material sólido pueden apagar la fluorescencia, y los pigmentos en las aplicaciones OLED son propensos al envejecimiento. Ahora, el grupo de investigación de Takuma Yasuda en la Universidad de Kyushu, Fukuoka, Japón, ha sintetizado un pigmento emisor de verde que responde a los estímulos externos mediante un notable cambio de color a una emisión naranja, y eso sin pérdida observada en la eficiencia luminiscente. Este comportamiento de dos colores de un pigmento podría resultar muy útil para el desarrollo de sistemas optoelectrónicos y de sensores inteligentes.

    Para obtener sistemas luminiscentes eficientes, Los científicos se centran cada vez más en los estados excitados y las transiciones electrónicas:cuanto más distintas y definidas son las transiciones electrónicas, más eficiente es la emisión de luz cuando la sustancia es excitada por luz de otras longitudes de onda o energía eléctrica. Por otra parte, Las alteraciones de la estructura molecular pueden desencadenar una relajación no radiativa. y luego, la mayor parte de la fluorescencia se pierde. Aquí, Yasuda y su grupo encontraron que su fluoróforo sintetizado, que tiene una estructura simétrica alargada y relativamente simple que incorpora cromóforos bien conocidos, puede cambiar sus colores de emisión entre naranja y verde al cambiar las morfologías de estado sólido.

    Los autores corroboraron sus hallazgos con análisis cristalográficos de rayos X y cálculos teóricos. Descubrieron que la fase amorfa mantiene un estado excitado ligeramente relajado en comparación con la cristalina. Esto se explica por un giro en la molécula, que ocurrió en un ángulo diferente cuando se rompió la estructura cristalina. Respectivamente, la luz emitida por ese estado excitado de fase amorfa tenía una longitud de onda más larga que la emitida por el estado cristalino excitado.

    Esta emisión de dos colores de diferentes fases sólidas podría ser útil para aplicaciones optoelectrónicas y de sensores sofisticadas. Los autores japoneses encontraron que la sustancia emitía fluorescencia naranja cuando se depositaba como una película delgada, pero este color se volvió verde cuando se recoció la película, es decir, se mantiene a alta temperatura y se enfría de nuevo. Luego rasparon la película recocida y encontraron fluorescencia anaranjada exactamente en los lugares de raspado; incluso era posible escribir palabras con fluorescencia naranja.

    Una aplicación más exigente es que en dispositivos orgánicos emisores de luz, los OLED. Intercalado en una configuración OLED, el compuesto exhibió electroluminiscencia brillante, ya sea en verde cuando está en la fase cristalina o en color naranja cuando está en la fase amorfa. Esta electroluminiscencia de dos colores de un pigmento podría ser muy interesante para la investigación en curso sobre materiales inteligentes sensibles a estímulos.


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