Según un nuevo estudio publicado por investigadores químicos en la revista Chem, al formular tintes fluorescentes cargados positivamente en una nueva clase de materiales llamados celosías de aislamiento iónico de moléculas pequeñas (SMILES), el brillo de un compuesto se puede transferir sin problemas a un estado sólido y cristalino.
El avance supera una barrera para el desarrollo de sólidos fluorescentes, lo que da como resultado los materiales más brillantes conocidos hasta la fecha.
Sólidos fluorescentes
Si bien actualmente hay más de 100.000 tintes fluorescentes diferentes disponibles, casi ninguno de estos se puede mezclar y combinar de manera predecible para crear materiales ópticos sólidos. Los tintes tienden a 'apagarse' cuando entran en un estado sólido debido a cómo se comportan cuando se empaquetan muy juntos, disminuyendo la intensidad de su fluorescencia para producir un brillo más tenue.
Para superar este problema, se ha mezclado un tinte de color con una solución incolora de cianoestrella, una molécula de macrociclo en forma de estrella que evita que las moléculas fluorescentes interactúen a medida que la mezcla se solidifica, manteniendo intactas sus propiedades ópticas.
A medida que la mezcla se convirtió en un sólido, se formaron SMILES, que luego los investigadores convirtieron en cristales, precipitaron en polvos secos y finalmente se hilaron en una película delgada o se incorporaron directamente en polímeros. Dado que los macrociclos de cianoestrellas forman bloques de construcción que generan un tablero de ajedrez en forma de celosía, los investigadores podrían simplemente conectar un tinte en la celosía y, sin más ajustes, la estructura tomaría su color y apariencia.
Según Amar Flood, químico de la Universidad de Indiana y coautor principal del estudio, junto con Bo Laursen, de la Universidad de Copenhague:
Estos materiales tienen aplicaciones potenciales en cualquier tecnología que necesite fluorescencia brillante o requiera diseñar propiedades ópticas, incluida la recolección de energía solar, bioimágenes y láseres.
Más allá de estas, existen aplicaciones interesantes que incluyen la conversión ascendente de luz para capturar una mayor parte del espectro solar en las células solares, materiales de conmutación de luz utilizados para el almacenamiento de información y vidrio fotocrómico, y luminiscencia polarizada circularmente que se puede utilizar en la tecnología de visualización 3-D.