Los químicos de NUS han desarrollado una nueva clase de materiales cristalinos para recolectar potencialmente la radiación del infrarrojo cercano (NIR).

El proceso óptico no lineal (NLO) describe el comportamiento no lineal de la luz cuando entra en un medio adecuado. Este proceso tiene una amplia gama de usos que incluyen el almacenamiento de datos tridimensionales (3-D), Microfabricación 3-D, aplicaciones de limitación óptica y de imágenes de alta resolución. La fluorescencia de conversión ascendente es uno de esos procesos en el que los fotones de menor energía (normalmente dos, en un proceso de conversión ascendente de dos fotones) se combinan para dar un solo fotón con mayor energía.

Hay muchos tipos de materiales no lineales que pueden exhibir tal comportamiento óptico. Los materiales luminiscentes como las nanopartículas semiconductoras o de lantánidos son más atractivos en comparación con los tintes orgánicos fluorescentes porque permanecen estables cuando se exponen a la luz. Sin embargo, el proceso requerido para unirles moléculas orgánicas es más difícil. Una nueva clase de materiales híbridos conocidos como estructuras organometálicas (MOF), que se construye a partir de ligandos espaciadores orgánicos e iones metálicos o grupos metálicos, es estable a la luz y permite una fácil unión de moléculas orgánicas. Esto los hace particularmente adecuados para el proceso de conversión ascendente de dos fotones.

Prof JJ VITTAL y su equipo de investigación del Departamento de Química, NUS ha desarrollado nuevos MOF que pueden convertir la radiación NIR en luz visible en estado sólido. Descubrieron que la disposición de empaquetamiento de las moléculas responsables de la conversión de luz es fundamental para determinar la intensidad de la luz visible que se puede emitir. Aquellos con estructuras expandidas que tienen mayores vacíos entre moléculas pueden dar una mayor eficiencia de conversión de luz.

El profesor Vittal dijo:"El diseño de sólidos moleculares con las propiedades deseadas es posible a partir de una mejor comprensión de sus interacciones intermoleculares". Sobre la base de estos hallazgos, el equipo de investigación está desarrollando mejores materiales de conversión ascendente con una mayor eficiencia de conversión de luz. Estos materiales pueden potencialmente recolectar el infrarrojo, Espectro de luz ultravioleta y visible para aplicaciones de células solares.