Superando algunos obstáculos técnicos y de gran antigüedad, un equipo de científicos ha logrado producir lo que describen como los materiales fluorescentes más brillantes que existen.
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Los investigadores han logrado transferir las propiedades de los colorantes altamente fluorescentes a los materiales ópticos sólidos, abriendo nuevas posibilidades en todos los campos, desde el desarrollo de células solares de nueva generación hasta los láseres avanzados.
La investigación fue llevada a cabo por científicos de la Universidad de Indiana y de la Universidad de Copenhague, que se propusieron resolver un problema de 150 años de antigüedad relacionado con los tintes fluorescentes.
El problema se conoce como “quenching” y ocurre cuando los tintes se convierten a estado sólido, lo que hace que se agrupen fuertemente y se acoplen electrónicamente, apagando su brillo fluorescente. Este problema afecta a la gran mayoría de los más de 100.000 tintes que existen hoy en día.
El problema del “quenching” y del acoplamiento entre los tintes surge cuando los tintes se encuentran hombro con hombro dentro de los sólidos. No pueden evitar ‘tocarse’ entre sí.
Flood y sus colegas creen haber encontrado una solución a este problema, mediante el uso de la molécula de macrociclo en forma de estrella que impide que las moléculas fluorescentes interactúen entre sí.
Estos llamados cynostars se mezclaron con los tintes de color en una solución incolora, que permite a los tintes mantener sus propiedades ópticas a medida que la mezcla se forma en lo que se llaman redes de aislamiento iónico de pequeñas moléculas (SMILES). A su vez, estas redes pueden crecer en cristales, convertirse en un polvo seco, hilarse en películas finas e incluso integrarse directamente en polímeros.
Algunas personas piensan que los macrociclos incoloros son poco atractivos, pero permitieron que el entramado de aislamiento pudiera mostrar completamente la brillante fluorescencia de los tintes sin que los colores de los macrociclos lo impidieran.
El equipo ve muchas posibilidades para estos nuevos materiales ultrabrillantes, señalando la captura de energía solar, la bioimagen, las tecnologías de visualización, los materiales de conmutación de luz y los láseres como sólo algunas de las aplicaciones potenciales. Por ahora, sin embargo, los investigadores planean continuar estudiando las propiedades de la estructura para sentar las bases de este tipo de usos prácticos en el futuro.
Estos materiales son totalmente nuevos, por lo que no sabemos cuáles de sus propiedades innatas van a ofrecer realmente una funcionalidad superior. Tampoco conocemos los límites de los materiales. Por lo tanto, desarrollaremos una comprensión fundamental de cómo funcionan, proporcionando un conjunto robusto de reglas de diseño para hacer nuevas propiedades. Esto es crítico para poner estos materiales en manos de otros – queremos buscar una fuente de multitudes y trabajar con otros en este esfuerzo.
H/T – Ecoinventos
