in

La longitud de la cadena determina el color molecular


Estos polímeros, que se ven aquí bajo luz ultravioleta, están compuestos exactamente por los mismos componentes. La única diferencia es la longitud de su cadena. Crédito: Suiying Ye / ETH Zurich

En todo el mundo, se está realizando actualmente una gran cantidad de trabajo de investigación y desarrollo sobre moléculas orgánicas o que contienen carbono que emiten luz coloreada después de una excitación adecuada. Este campo de investigación está impulsado por la industria de las pantallas y el desarrollo de técnicas de imágenes biomédicas. Si bien hasta ahora se ha logrado un ajuste preciso del color en los tintes fluorescentes orgánicos mezclando diferentes moléculas, los investigadores de ETH ahora han desarrollado un enfoque que puede generar una amplia paleta de colores mediante ajustes químicos dentro de las propias moléculas.

Yinyin Bao, líder del grupo del profesor de ETH Jean-Christophe Leroux, y su equipo de científicos recurrieron a polímeros orgánicos fluorescentes para este trabajo. La mejor manera de pensar en estos polímeros es como cadenas móviles de diferentes longitudes. “Las cadenas tienen una estructura simétrica y dos componentes dentro de ellas contribuyen a la fluorescencia”, explica Bao. “Un componente, llamado fluoróforo, se encuentra en el medio de la cadena, mientras que el otro componente ocurre una vez en cada uno de los dos extremos de la cadena”. Uniendo el fluoróforo en el medio de la cadena con cada extremo de la cadena hay eslabones cuyo número y estructura pueden ajustar los científicos. Si la cadena de polímero se dobla de modo que uno de sus extremos se sitúe cerca del fluoróforo y la cadena se irradia simultáneamente con luz ultravioleta, emitirá fluorescencia.

La distancia afecta la interacción

Los científicos ahora han podido demostrar que el color de la fluorescencia depende no solo de la estructura de los eslabones y extremos de la cadena, sino también del número de eslabones de la cadena. “Es la interacción del extremo de la cadena y el fluoróforo la responsable de la fluorescencia de estos polímeros”, dice Bao: “La distancia entre los dos componentes afecta la forma en que interactúan y, por lo tanto, el color que se emite”.

Usando un método llamado polimerización viva, los investigadores pueden regular el número de eslabones de la cadena. Primero, hacen crecer gradualmente la cadena mediante un proceso lento de unir bloques de construcción al fluoróforo. Una vez que se alcanza la longitud deseada, los científicos pueden terminar el proceso y generar simultáneamente la molécula del extremo de la cadena. Así es como los investigadores produjeron polímeros con diferentes colores: con menos de 18 bloques de construcción, las moléculas son de color amarillo fluorescente; con 25 eslabones de cadena, verde; y con 44 o más enlaces, azul. “Lo especial de esto es que estos polímeros luminiscentes diferentes están todos compuestos exactamente por los mismos componentes. La única diferencia es la longitud de la cadena ”, dice Bao.

OLED de amplia gama de colores

El equipo de investigación, que incluye a científicos del grupo de la profesora de ETH Chih-Jen Shih y del Royal Melbourne Institute of Technology en Australia, publicó su trabajo en la revista. Avances de la ciencia. Actualmente, los investigadores pueden producir polímeros fluorescentes en amarillo, verde y azul, pero están trabajando para extender el principio para incluir otros colores, incluido el rojo.

Estos nuevos polímeros fluorescentes no se pueden usar directamente como OLED (LED orgánicos) en pantallas porque su conductividad eléctrica no es lo suficientemente alta, explica Bao. Sin embargo, debería ser posible combinar los polímeros con moléculas semiconductoras para producir OLED de amplia gama de colores de una manera sencilla. Utilizados en plantas de energía solar concentrada, también podrían recolectar la luz solar de manera más eficiente y, por lo tanto, aumentar la eficiencia de las plantas. Bao ve sus principales áreas de aplicación en procedimientos de diagnóstico de laboratorio que utilizan fluorescencia, por ejemplo en PCR, así como en procedimientos de microscopía e imagen en biología celular y medicina. Otros usos potenciales serían como elementos de seguridad en billetes y certificados o en pasaportes.

Referencia: “Ajuste de color continuo de la emisión de un solo fluoróforo a través de la transferencia de carga a través del espacio mediada por polimerización” por Suiying Ye, Tian Tian, ​​Andrew J. Christofferson, Sofia Erikson, Jakub Jagielski, Zhi Luo, Sudhir Kumar, Chih-Jen Shih, Jean-Christophe Leroux y Yinyin Bao, 7 de abril de 2021, Avances de la ciencia.
DOI: 10.1126 / sciadv.abd1794



Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

It was expected; Realme GT 5G for Turkey good news and date given

Peugeot motorcycle models and prices sold in Turkey