Ученые объединили новые флуоресцентные красители с пластиком, чтобы создать одни из самых ярко светящихся объектов. Материал открывает новые возможности во многих отраслях, от разработки солнечных элементов нового поколения до передовых лазеров.

Фото: nature.com

Большинство флуоресцентных молекул теряют свое свечение, когда находятся в плотном контакте друг с другом, например, в концентрированном растворе или твердом светоизлучающем дисплее. Это ограничивает яркость и универсальность флуоресцентных материалов.

Ученые из Копенгагенского университета (Дания) и Индианского университета (США) разработали положительно заряженные флуоресцентные красители, и преобразовали молекулы в новый класс материалов под названием SMILES — низкомолекулярные ионно-изоляционные решетки. Новый метод позволяет переводить соединения, которые создают свечение, в твердое кристаллическое состояние.

Звездообразные молекулы захватывают нефлуоресцентный компонент внутри молекулярных соединений, образуя диски, похожие на флуоресцентный компонент по форме и размеру. Эти диски и флуоресцентные компоненты поочередно складываются в кристаллическую трехмерную решетку, изолируя флуоресцентные компоненты друг от друга.

Открытие преодолевает многолетний барьер на пути образования твердых флуоресцентных тел, в результате чего ученые создали самые яркие из известных материалы.

Исследователи успешно превратили в кристаллы соединения из пяти основных классов флуоресцентных красителей. Ученые смешали кристаллы с пластиковыми материалами. Получились пленки и 3D-печатные формы, которые светились ярким красным, синим и зеленым светом.

«Эти материалы имеют потенциальное применение в любой технологии, которая требует яркой флуоресценции или разработки особых оптических свойств, включая сбор солнечной энергии и лазеры», — говорит Амар Флад, химик и соавтор исследования.

Фото: newatlas.com

Далее исследователи планируют изучать свойства флуоресцентных материалов, образованных с помощью нового метода, что позволит в будущем ввести технологию в производство, и реализовать весь потенциал материалов в различных областях.

Флуоресценция применяется во многих передовых оптических материалах, включая OLED и фотонику. Несмотря на широкое применение, материалы уже 150 лет сталкиваются с проблемой переноса свойств из жидкого раствора в твердый, что ограничивает общее использование флуоресцентных материалов.

Исследование было опубликовано в журнале Chem.

Источник

Полный текст статьи читайте на Компьютерра прочитано 41175 раз