Materiales que emiten arco iris
Universidad de Osaka Compartir
IMAGE: Este es un resumen ilustrativo del material orgánico luminiscente desarrollado.ver más
Crédito: Youhei Takeda
Los materiales luminiscentes mecanocrómicos (MCL) cambian de color en respuesta a un cambio en su entorno, como la presión y la temperatura. Hasta la fecha, la mayoría de los materiales MCL sólo cambian entre dos colores, limitando sus aplicaciones. El equipo internacional de investigación formado por químicos de la Universidad de Osaka y físicos de la Universidad de Durham ha desarrollado materiales MLC tricolor cambiantes. No sólo eso, los materiales desarrollados exhibían una eficiente fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF, por sus siglas en inglés) y permitían dispositivos de diodos orgánicos emisores de luz (OLED, por sus siglas en inglés) de alto rendimiento. Los hallazgos pueden leerse sobre inChemical Science.
"La mayoría de los materiales MCL generan dos colores al cambiar entre un estado estable y un estado metaestable. Para realizar un ACM multicolor se necesitan estados más metaestables", explican los profesores Youhei Takeda y Satoshi Minakata del Departamento de Química Aplicada de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad de Osaka. Para crear estos estados, el equipo químico dirigido por Takeda y Minakata diseñó una nueva molécula aplicando como donante una fenotiazina (PTZ) intercambiable conformacionalmente.
"Al hacer el uso de un aceptador prometedor y único, la dibenzofenazina (DBPHZ), que desarrollamos previamente, hicimos una tríada PTZ-DBPHZ-PTZ", dijo Takeda. "En esta estructura, la fracción PTZ podría tomar dos conformadores distintos, lo que en principio crea en total cuatro estados metaestables como una molécula completa."
En respuesta al calentamiento, humos y molienda, la molécula cambió su color entre amarillo, rojo y naranja. El equipo encontró que los tres colores derivan de diferentes conformadores en los cuales cada PTZ toma una conformación ecuatorial o axial relativa al núcleo de DBPHZ.
"Para el rojo, ambas unidades PTZ toman un conformador ecuatorial-ecuatorial, para el naranja, PTZ tenía un conformador ecuatorial-axial, y para el amarillo, PTZ tenía un conformador axial-axial."
La mayoría de los dispositivos OLEDs con alta eficiencia de conversión de energía dependen de metales preciosos caros. Los dispositivos emisores de luz TADF, por otro lado, pueden lograr una eficiencia igual o mejor a un costo mucho menor, razón por la cual han ganado popularidad para el diseño de pantallas en la electrónica diaria como los teléfonos inteligentes.
En colaboración con el equipo de físicos de la Universidad de Durham, en el Reino Unido, dirigido por el Dr. Data y el Profesor Monkman, fabricaron con éxito dispositivos OLED de alta eficiencia mediante la aplicación de la molécula MCL-TADF recientemente desarrollada como material emisivo. La incorporación de la tríada PTZ-DBPHZ-PTZ en un dispositivo emisor de luz resultó en una eficiencia tres veces mayor que el máximo teórico de los materiales fluorescentes convencionales.
Takeda dice que "nuestra molécula podría convertirse en una base para dispositivos eficientes de emisión de luz y sensores sensibles a la presión y la temperatura en el futuro".
IMAGE: Este es un resumen ilustrativo del material orgánico luminiscente desarrollado.ver más
Crédito: Youhei Takeda
Los materiales luminiscentes mecanocrómicos (MCL) cambian de color en respuesta a un cambio en su entorno, como la presión y la temperatura. Hasta la fecha, la mayoría de los materiales MCL sólo cambian entre dos colores, limitando sus aplicaciones. El equipo internacional de investigación formado por químicos de la Universidad de Osaka y físicos de la Universidad de Durham ha desarrollado materiales MLC tricolor cambiantes. No sólo eso, los materiales desarrollados exhibían una eficiente fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF, por sus siglas en inglés) y permitían dispositivos de diodos orgánicos emisores de luz (OLED, por sus siglas en inglés) de alto rendimiento. Los hallazgos pueden leerse sobre inChemical Science.
"La mayoría de los materiales MCL generan dos colores al cambiar entre un estado estable y un estado metaestable. Para realizar un ACM multicolor se necesitan estados más metaestables", explican los profesores Youhei Takeda y Satoshi Minakata del Departamento de Química Aplicada de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad de Osaka. Para crear estos estados, el equipo químico dirigido por Takeda y Minakata diseñó una nueva molécula aplicando como donante una fenotiazina (PTZ) intercambiable conformacionalmente.
"Al hacer el uso de un aceptador prometedor y único, la dibenzofenazina (DBPHZ), que desarrollamos previamente, hicimos una tríada PTZ-DBPHZ-PTZ", dijo Takeda. "En esta estructura, la fracción PTZ podría tomar dos conformadores distintos, lo que en principio crea en total cuatro estados metaestables como una molécula completa."
En respuesta al calentamiento, humos y molienda, la molécula cambió su color entre amarillo, rojo y naranja. El equipo encontró que los tres colores derivan de diferentes conformadores en los cuales cada PTZ toma una conformación ecuatorial o axial relativa al núcleo de DBPHZ.
"Para el rojo, ambas unidades PTZ toman un conformador ecuatorial-ecuatorial, para el naranja, PTZ tenía un conformador ecuatorial-axial, y para el amarillo, PTZ tenía un conformador axial-axial."
La mayoría de los dispositivos OLEDs con alta eficiencia de conversión de energía dependen de metales preciosos caros. Los dispositivos emisores de luz TADF, por otro lado, pueden lograr una eficiencia igual o mejor a un costo mucho menor, razón por la cual han ganado popularidad para el diseño de pantallas en la electrónica diaria como los teléfonos inteligentes.
En colaboración con el equipo de físicos de la Universidad de Durham, en el Reino Unido, dirigido por el Dr. Data y el Profesor Monkman, fabricaron con éxito dispositivos OLED de alta eficiencia mediante la aplicación de la molécula MCL-TADF recientemente desarrollada como material emisivo. La incorporación de la tríada PTZ-DBPHZ-PTZ en un dispositivo emisor de luz resultó en una eficiencia tres veces mayor que el máximo teórico de los materiales fluorescentes convencionales.
Takeda dice que "nuestra molécula podría convertirse en una base para dispositivos eficientes de emisión de luz y sensores sensibles a la presión y la temperatura en el futuro".
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