Los sensores son importantes para detectar contaminantes y monitorear las condiciones ambientales. Los sensores fluorescentes pueden revelar la presencia de un contaminante según el cambio de intensidad y / o longitud de onda de la luz que emiten. En particular, Los sensores fluorescentes que muestran cambios en el color de emisión son atractivos porque dichos cambios se pueden observar fácilmente a simple vista. haciéndolos fáciles de usar.

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Tsukuba ha desarrollado recientemente un sensor fluorescente eficaz para vapor de disolvente. Su sensor se basa en una molécula ramificada llamada dendrímero. El dendrímero está compuesto por un núcleo aceptor de electrones unido a ramas donantes de electrones. Bajo ciertas condiciones, el dendrímero se autoensambló en fibras que formaron un marco cristalino que contenía numerosos poros, que ayudó a la adsorción de moléculas de disolvente.

"La difusión lenta de metanol o acetonitrilo en soluciones de cloroformo del dendrímero produjo microfibras cristalinas con alta porosidad, "afirma Sae Nakajima." En otras condiciones, obtuvimos microesferas amorfas del dendrímero que carecen de poros ".

El grupo de investigación investigó la estructura cristalina del dendrímero mediante técnicas de difracción, encontrando que el volumen de poros de la estructura de microfibras era superior al 70% del volumen total del cristal. El alto volumen de poros de las microfibras de dendrímero cristalinas aumentó en gran medida su capacidad de adsorción de gas sobre la de las esferas formadas en otras condiciones.

Las películas del dendrímero cristalino mostraron un comportamiento de emisión favorable para su uso en la detección de solventes. Cuando las películas se expusieron al vapor de solvente, su intensidad de emisión aumentó considerablemente y su color de emisión cambió rápidamente (en dos segundos), reflejando la polaridad del solvente. Esto significa que se podría utilizar una sola película para detectar numerosos tipos de disolventes. Por ejemplo, una película apareció azul en una imagen de microscopía de fluorescencia antes de la exposición al disolvente y se volvió amarilla después de la introducción de vapor de agua o verde después de la adición de metanol. La película volvió a su color original cuando se eliminó el vapor de disolvente. permitiendo su reutilización.

"Los dendrímeros suelen poseer estructuras amorfas densas. La estructura cristalina porosa formada por nuestro dendrímero en condiciones específicas aumentó su capacidad de adsorción y detección, revelando la importancia de la estructura cristalina en la detección de fluorescencia por dendrímeros, "dice Yohei Yamamoto.

Este trabajo demuestra que la detección visible de vapor de disolvente se puede realizar utilizando dendrímeros cristalinos con estructuras porosas. Dichos dendrímeros son prometedores para su uso en la discriminación de gases y materiales orgánicos, haciéndolos atractivos para aplicaciones de detección ambiental.