La luminiscencia de conversión ascendente (UC) es un proceso que convierte fotones de baja energía en fotones de mayor energía con aplicaciones prometedoras en diversos campos. Sin embargo, los mecanismos conocidos de CU se centran principalmente en los procesos de transferencia de energía entre iones metálicos, mientras que es necesario explorar el papel de los ligandos orgánicos.
Los ensamblajes de lantánidos orgánicos construidos mediante ensamblaje de coordinación han atraído gran atención en la química supramolecular debido a sus amplias aplicaciones en detección, bioimagen y teranóstica del cáncer. Sin embargo, debido a la limitación de la transferencia de energía a larga distancia del sensibilizador y el activador, lograr UC en conjuntos orgánicos de lantánidos multicomponente es un gran desafío.
En un estudio publicado en el Journal of American Chemical Society , el grupo de investigación dirigido por el Prof. Sun Qingfu del Instituto Fujian de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China propuso UC supramolecular mediada por multímeros excitados en conjuntos orgánicos de lantánidos multicomponentes.
Los investigadores descubrieron que una variación sutil de los sustituyentes periféricos del ligando inducía el control de la estereoconfiguración centrada en el metal y daba lugar a dos Ln8 topológicos. L12 -tipo (Ln para ion lantánido; L para ligando orgánico L1 o L2 R/S ) complejos orgánicos-lantánidos. La resonancia magnética nuclear, la espectrometría de masas de tiempo de vuelo por ionización por electropulverización y la cristalografía de rayos X confirmaron la formación de Ln romboédrico8. (L1 )12 y octaédrico Ln8 (L2 R/S )12 .
Los estudios fotofísicos en los conjuntos orgánicos de lantánidos mostraron Eu 3+ sensibilizado altamente eficiente. , Pequeño 3+ , y Yb 3+ para el homometálico Ln8 L12 mediante el tradicional efecto antena. Los ensamblajes orgánicos de lantánidos supramoleculares de esta estructura de pseudocubo exhibieron un raro ejemplo de estados de multímero excitado inducidos por el ensamblaje al suprimir la orientación y la vibración intramoleculares.
A pesar de las grandes distancias Ln···Ln (> 1,4 nm) en los complejos, el Yb8 (L2 )12 El ensamblaje mostró una fluorescencia verde de multímero convertido ascendente sin precedentes (500 nm) bajo excitación de 980 nm. Una dependencia cuadrática de la intensidad de la UC con respecto a la densidad de potencia del láser coincide con el mecanismo esperado de UC de dos fotones. Además, las energías de los estados excitados de los multímeros se pueden transferir al Eu 3+ parcialmente dopado. iones en heterometálico (Yb/Eu)8 L12 asambleas, dándose cuenta de las emisiones rojas convertidas ascendentes de Eu 3+ a través de UC de sensibilización cooperativa mediada por excitación-multímero.
Los investigadores no observaron ningún Eu 3+ detectable. Emisión de UC centrada en mezclas post-ensamblaje de 7 equiv de Yb8 L12 y 1 equivalente de Eu8 L12 bajo excitación de 980 nm, lo que confirma que el Yb 3+ → UE 3+ La transferencia de energía es un proceso de CU intramolecular más que intermolecular.
Este estudio proporciona una nueva estrategia para diseñar materiales de UC, que es crucial para explotar las fotofunciones de complejos orgánicos-lantánidos multicomponentes.
Más información: Xiao-Fang Duan et al, Conversión ascendente supramolecular mediada por multímeros excitados en conjuntos orgánicos de lantánidos multicomponentes, Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2023). DOI:10.1021/jacs.3c06775
Información de la revista: Revista de la Sociedad Química Estadounidense
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
