Los avances en dispositivos ópticos están respaldados por el desarrollo de nuevos materiales. Los microcristalitos de compuestos orgánicos luminiscentes pueden actuar como pequeñas fuentes de láser para tales dispositivos, por ejemplo, en pantallas y otros componentes. Los dendrímeros ofrecen numerosas ventajas como materiales luminiscentes, pero hasta ahora, no se han utilizado como microcristalitos debido a su fragilidad y poca cristalinidad. Ahora, un equipo de investigadores ha producido dendrímeros que forman cristales robustos con propiedades láser. Sus hallazgos se publican en Angewandte Chemie .

Los dendrímeros son polímeros que crecen a partir de un núcleo mediante la adición de pequeñas moléculas para formar ramas extendidas. que explica su nombre, derivado de la palabra griega para árbol. Los dendrímeros tienen muchas ventajas que los convierten en materiales luminiscentes interesantes. Son altamente solubles, lo que los hace fáciles de incorporar a los sistemas; tienen altos rendimientos cuánticos, lo que significa que obtienes mucha de la luz que vuelves a poner; son buenos para cosechar luz, y tienden a mostrar una pérdida de luminiscencia relativamente baja cuando se condensan en un sólido.

Los investigadores crearon una familia de dendrímeros, que aumentaron de tamaño a medida que aumentaba el número de generaciones, formada por unidades de carbazol que forman las ramas alrededor de un núcleo altamente fluorescente. Los dendrímeros formaron monocristales estables incluso cuando se eliminó el disolvente, y podría analizarse mediante análisis de rayos X de cristal único. De hecho, el dendrímero de tercera generación, que tiene un peso molecular de 4, 600 Da, es el dendrímero orgánico más grande jamás analizado de esta manera.

"Nuestros dendrímeros tienen dos partes clave, "El autor correspondiente del estudio, el profesor Yohei Yamamoto, explica." Las ramas están formadas por moléculas aromáticas que actúan como antenas de captación de luz, recoger luz formada por ondas en muchos planos diferentes, que se conoce como luz no polarizada. Esta luz luego se transfiere al núcleo fluorescente, cuya estructura conduce a la generación de luz polarizada, luz con ondas en un solo plano ".

Cuando los cristales de dendrímero se sometieron a un fuerte bombeo óptico, el proceso utilizado para amplificar la señal en materiales láser, produjeron emisión espontánea amplificada y láser con poco daño a la estructura del material o las propiedades ópticas.

"La familia de dendrímeros que producimos soluciona una serie de problemas que han impedido que se exploten las propiedades de estos materiales. Por lo tanto, esperamos que contribuyan de manera significativa al desarrollo de materiales orgánicos para la óptica láser, ", dice el profesor Yamamoto." Las propiedades robustas y la emisión láser de los cristales serán útiles para componentes como pantallas ópticas a todo color y circuitos microópticos ".