Las pinturas que brillan en la oscuridad que han mejorado la flexibilidad y la transparencia al tiempo que son más baratas y fáciles de fabricar están en el horizonte por cortesía de una nueva investigación de la Universidad de Kyushu. En una demostración innovadora, se logró una emisión de luz que duró más de una horade materiales orgánicos, que también son prometedores para desbloquear nuevas aplicaciones, como la bioimagen.
Basado en un proceso llamado luminiscencia persistente, los materiales que brillan en la oscuridad funcionan liberando lentamente la energía absorbida de la luz ambiental. Utilizados en relojes y señales de emergencia, los materiales comerciales que brillan en la oscuridad se basan en compuestos inorgánicos yincluyen metales raros como el europio y el disprosio. Sin embargo, estos materiales son caros, requieren altas temperaturas para su fabricación y dispersan la luz, en lugar de ser transparentes, cuando se muelen en polvos para pinturas.
Los materiales orgánicos a base de carbono, similares a los utilizados en plásticos y pigmentos, pueden superar muchas de estas desventajas. Pueden ser excelentes emisores y ya se usan ampliamente en diodos orgánicos emisores de luz OLED.la emisión vivida ha sido difícil, y la emisión más prolongada de productos orgánicos bajo iluminación interior a temperatura ambiente fue, hasta ahora, solo unos minutos.
Los investigadores del Centro de Investigación Orgánica de Fotónica y Electrónica de la Universidad de Kyushu OPERA ahora han superado este límite utilizando mezclas simples de dos moléculas apropiadas. En películas formadas por fusión de moléculas que donan electrones y otras que aceptan electrones, emisión duradera por más dese demostró por primera vez una hora a partir de materiales orgánicos sin la necesidad de fuentes de luz intensa o bajas temperaturas.
"Muchos materiales orgánicos pueden usar la energía absorbida de la luz para emitir luz de un color diferente, pero esta emisión es generalmente rápida porque la energía se almacena directamente en la molécula que produce la emisión", dice Ryota Kabe, autor principal del artículoinformar estos nuevos hallazgos.
"Por el contrario, nuestras mezclas almacenan la energía en cargas eléctricas separadas en una distancia más larga. Este paso adicional nos permite ralentizar en gran medida la liberación de la energía como luz, logrando así el efecto de resplandor en la oscuridad".
En las mezclas, la absorción de luz por una molécula o aceptor de electrones le da a la molécula energía extra que puede usar para eliminar un electrón de una molécula o donante de donador de electrones. Esta transferencia de un electrón es efectivamente eligual que una carga positiva que se transfiere del aceptador al donante.
El electrón adicional en el aceptador puede saltar a otros aceptadores y alejarse del donante con carga positiva, lo que resulta en la separación de los cargos. Los cargos separados se vuelven a unir gradualmente, algunos lentamente y otros más rápidamente y liberan suenergía como luz en el lapso de casi una hora.
Las mezclas y los procesos son similares a los que se encuentran en las células solares orgánicas y los OLED. Después de acumular cargas separadas como en una célula solar, las cargas no tienen a dónde escapar, por lo que eventualmente regresan juntas para emitir luz como un OLED.La diferencia clave en las mezclas recientemente desarrolladas es que las cargas pueden existir en un estado separado por períodos muy largos de tiempo.
"Con los productos orgánicos, tenemos una gran oportunidad para reducir el costo de los materiales que brillan en la oscuridad, por lo que el primer lugar donde esperamos ver un impacto es en aplicaciones de grandes áreas, como corredores o carreteras brillantes para mayor seguridad", dice Chihaya Adachi, Director de OPERA.
"Después de eso, podemos comenzar a pensar en explotar la versatilidad de los materiales orgánicos para desarrollar telas y ventanas que brillan en la oscuridad, o incluso sondas biocompatibles para imágenes médicas".
El primer desafío para abordar en el camino hacia el uso práctico es la sensibilidad del proceso al oxígeno y al agua. Las barreras protectoras ya se utilizan en la electrónica orgánica y los materiales inorgánicos que brillan en la oscuridad, por lo que los investigadores confían en quese puede encontrar una solución. Al mismo tiempo, también están buscando nuevas estructuras moleculares para aumentar la duración y la eficiencia de las emisiones, así como para cambiar el color.
Con los esfuerzos para resolver estos problemas pendientes en curso, una nueva ola de materiales que brillan en la oscuridad basados en compuestos orgánicos parece preparada para vigorizar el área y expandir sus aplicaciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyushu, OPERA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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