Alrededor del mundo, Actualmente se está realizando una gran cantidad de trabajo de investigación y desarrollo sobre los u orgánico, moléculas que emiten luz coloreada después de una excitación apropiada. Este campo de investigación está impulsado por la industria de las pantallas y el desarrollo de técnicas de imágenes biomédicas. Si bien hasta ahora se ha logrado un ajuste preciso del color en tintes fluorescentes orgánicos mezclando diferentes moléculas, Los investigadores de ETH ahora han desarrollado un enfoque que puede generar una amplia paleta de colores mediante ajustes químicos dentro de las propias moléculas.

Yinyin Bao, un líder de grupo en el grupo del profesor de ETH Jean-Christophe Leroux, y su equipo de científicos recurrió a polímeros orgánicos fluorescentes para este trabajo. La mejor manera de pensar en estos polímeros es como cadenas móviles de diferentes longitudes. "Las cadenas tienen una estructura simétrica, y dos componentes dentro de ellos contribuyen a la fluorescencia, "Bao explica." Un componente, llamado fluoróforo, se sienta en el medio de la cadena, mientras que el otro componente ocurre una vez en cada uno de los dos extremos de la cadena ". Uniendo el fluoróforo en el medio de la cadena con cada extremo de la cadena hay eslabones cuyo número y estructura los científicos pueden ajustar. Si la cadena del polímero se dobla de modo que uno de sus extremos llegan a estar cerca del fluoróforo y la cadena se irradia simultáneamente con luz ultravioleta, emite fluorescencia.

La distancia afecta la interacción

Los científicos ahora han podido demostrar que el color de la fluorescencia depende no solo de la estructura de los eslabones y extremos de la cadena, pero también en el número de eslabones de la cadena. "Es la interacción del extremo de la cadena y el fluoróforo la responsable de la fluorescencia de estos polímeros, Bao dice:"La distancia entre los dos componentes afecta la forma en que interactúan y, por lo tanto, el color que se emite".

Usando un método llamado polimerización viva, los investigadores pueden regular el número de eslabones de la cadena. Primero, hacen crecer gradualmente la cadena mediante un proceso lento de unir bloques de construcción al fluoróforo. Una vez que se alcanza la longitud deseada, los científicos pueden terminar el proceso y generar simultáneamente la molécula del extremo de la cadena. Así es como los investigadores produjeron polímeros con diferentes colores:con menos de 18 bloques de construcción, las moléculas son de color amarillo fluorescente; con 25 eslabones de cadena, verde; y con 44 o más enlaces, azul. "Lo que tiene de especial esto es que estos polímeros luminiscentes diferentes están todos compuestos exactamente por los mismos componentes. La única diferencia es la longitud de la cadena, "Dice Bao.

OLED de amplia gama de colores

El equipo de investigación incluidos científicos del grupo de la profesora de ETH Chih-Jen Shih y del Royal Melbourne Institute of Technology en Australia, publicó su trabajo en la revista Avances de la ciencia . En la actualidad, los investigadores pueden producir polímeros fluorescentes en amarillo, verde y azul, pero están trabajando para ampliar el principio para incluir otros colores, incluido el rojo.

Estos nuevos polímeros fluorescentes no se pueden usar directamente como OLED (LED orgánicos) en pantallas porque su conductividad eléctrica no es lo suficientemente alta. Bao explica. Sin embargo, Debería ser posible combinar los polímeros con moléculas semiconductoras para producir OLED de amplia gama de colores de forma sencilla. Utilizado en plantas de energía solar concentrada, también podrían recolectar la luz solar de manera más eficiente y así aumentar la eficiencia de las plantas. Bao ve sus principales áreas de aplicación en los procedimientos de diagnóstico de laboratorio que utilizan fluorescencia, por ejemplo en PCR, así como en procedimientos de microscopía e imágenes en biología celular y medicina. Otros usos potenciales serían como elementos de seguridad en billetes y certificados o en pasaportes.