En fotosíntesis y fotovoltaica orgánica, Las moléculas de pigmento convierten la luz en carga eléctrica. Un equipo de químicos ahora ha producido un pigmento orgánico inusual, que se "enciende" mediante una carga eléctrica para convertirse en un tinte potente que absorbe la luz en el rango del infrarrojo cercano. El estudio del equipo, publicado en la revista Angewandte Chemie , sugiere aplicaciones potenciales en sistemas para la investigación de materiales electrofísicos, fotovoltaica, y tecnología de sensores.

Los pigmentos cargados con colores intensos han sido predominantemente a base de metal. Un ejemplo bien conocido es el azul de Berlín o el azul de Prusia a base de hierro, que es un rico, azul profundo. En términos de su química, los tintes y pigmentos de este tipo son moléculas simétricas, con un lado que tiene una carga más alta que el otro. Los lados intercambian electrones, y la molécula absorbe luz que tiene la misma longitud de onda que este intercambio de energía.

Los pigmentos puramente orgánicos con colores igualmente intensos son raros. Sin embargo, El equipo de Francis D'Souza de la Universidad del Norte de Texas, y colegas, Ahora hemos desarrollado un sistema molecular orgánico modular precisamente para cumplir con este cometido. Comparado con los metales, Los materiales orgánicos tienen la ventaja de ser fáciles de modificar. El equipo eligió apuntar a la construcción modular de las moléculas de tinte, para dar moléculas personalizables a las que potencialmente se les podría dar una amplia variedad de propiedades diferentes.

El núcleo de la nueva molécula estaba formado por una molécula de colorante rojo fluorescente. Luego, los investigadores adjuntaron un "empujar y tirar" de dos partes, o "donante-aceptor", sistema molecular a ambos lados de este núcleo. Estos sistemas pudieron estabilizar las cargas eléctricas en condiciones específicas.

En el estado descargado, el pigmento era solo una molécula de tinte de color azul. Pero cuando se aplicó una carga electrónica, demostró todas sus capacidades. El equipo observó un nuevo banda de absorción intensa, pero no en el rango de luz visible. El nuevo tinte absorbido en el rango del infrarrojo cercano, es decir., en la región de transición entre la luz visible y la radiación de calor en el espectro electromagnético.

Fue sólo cuando las dos unidades donante-aceptor resonaron entre sí que la absorción se hizo posible:"El adicional, Mezclas de electrones libres entre las dos entidades químicamente equivalentes que revelan un nuevo pico de transferencia de carga en la región del infrarrojo cercano, "afirman los autores. La molécula se había convertido en un compuesto de valencia mixta, con propiedades similares a los compuestos colorantes a base de metales.

Estos pigmentos orgánicos conmutables electrónicamente podrían ser excelentes sustancias modelo para la investigación básica, dice D'Souza. Podrían usarse para ayudar a comprender mejor la transferencia de electrones, como se encuentra en la fotosíntesis, por ejemplo. Además de su potencial como ayudas a la investigación, podrían usarse como material de transporte de electrones eficiente en dispositivos fotónicos y también son adecuados como marcadores para analizar las transiciones de electrones.