Los científicos logran 10 veces más fósforo utilizando una nueva molécula orgánica

Los científicos han descubierto una nueva molécula orgánica que es más eficiente en fósforo.

Según los científicos, la molécula de tieneil dicetona logra una fosforilación diez veces más rápida que los materiales convencionales.

El equipo que hizo este descubrimiento es de la Universidad de Osaka en Japón.

La fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) de moléculas orgánicas libres de metales ha sido un área de investigación durante años.

Desafíos para permitir la fosforilación sin metales

Aunque los materiales RTP clásicos se utilizan en diversas aplicaciones, incluidos los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) y la bioimagen, están compuestos principalmente de complejos de metales preciosos de iridio o platino.

El documento señala que la tecnología orgánica RTP debe superar varios desafíos para igualar el rendimiento derivado de los materiales convencionales.

Uno de los desafíos más importantes es el potencial de pequeña transferencia de fósforo (cualquiertipo de interés fijo k_s), lo que resulta en un RTP débil para los complejos de metales pesados ​​y aún menos para los compuestos orgánicos convencionales.

La adición de átomos pesados ​​como bromo, yodo, selenio y teluro junto con funcionalidades carbonilo es un método común utilizado para mejorar la constante de velocidad. Pero esto plantea otro problema, ya que está asociado con una alta reactividad e inestabilidad química.

Sin embargo, con la nueva molécula orgánica libre de metales, se ha observado un RTP de banda estrecha eficaz en soluciones, matrices poliméricas amorfas y sólidos cristalinos.

El artículo también señala que también se confirmó experimentalmente una gran tasa de fosforescencia, lo que «fue clave para los excelentes rendimientos cuánticos de RTP en solución (38% bajo argón) y en películas de polímeros (hasta 54% en aire)».

Usos del descubrimiento de moléculas orgánicas.

Los fosforescentes se utilizan en aplicaciones como pantallas OLED y muchos tipos de diagnóstico médico, incluido el cáncer.

Ocurren cuando la luz se emite a bajas temperaturas debido a la absorción de radiación (como por ejemplo

Se puede realizar la búsqueda suministrar Estos materiales forman la base para el diseño de nuevos materiales organofosforados que no dependen de metales pesados ​​o raros. Con una investigación adecuada, estos materiales pueden superar a los materiales existentes que se han utilizado durante años.

Estos resultados también serán beneficiosos y cambiarán las reglas del juego en los campos del diagnóstico médico, pantallas OLED, iluminación y más.

Además, este método podría allanar el camino para el desarrollo de fósforo orgánico, cuyo desarrollo no daña el medio ambiente y ofrece alternativas más económicas al fósforo basado en metales preciosos.

fue una investigacion publicado en la revista ciencias quimicas en junio.

un resumen

Informamos compuestos orgánicos de 1,2-dicetona sin metales que exhiben una fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) rápida y altamente eficiente con alta pureza de color en diversas condiciones, incluidas las soluciones. Los rendimientos cuánticos de RTP fueron del 38,2% en solución bajo argón, del 54% en matriz polimérica en aire y del 50% en sólidos cristalinos en aire. Además, el RTP de banda estrecha dominó consistentemente la emisión en estado estacionario, independientemente del entorno molecular. Los estudios mecánicos detallados que utilizaron espectroscopia ultrarrápida, análisis de la estructura de rayos X de un solo cristal y cálculos teóricos revelaron un cruce entre sistemas de picosegundos (ISC) seguido de un RTP de una configuración plana. Vale la pena señalar que la tasa de fosforilación constante k_s Se ha determinado inequívocamente que es alrededor de 5000 segundos.^-1, que es comparable a las porfirinas de platino (que representan el metal pesado fósforo). Esto es inherentemente de gran tamaño. k_s Permitió una operación RTP altamente eficiente en diversos entornos moleculares, complementando así el enfoque RTP continuo simplificado. El mecanismo detrás de la función fotosintética se explica a continuación: (1) Tamaño grande k_s Esto se debe al préstamo efectivo de la densidad T.₁ Caso de S brillante₃ Caso (2) Se produce ISC rápida de S₁ a t₃ Este es el caso porque estos estados son casi isoenergéticos y tienen un gran acoplamiento espín-órbita, y (3) la emisión de banda estrecha resulta del cambio geométrico mínimo entre T₁ y s₀ Esta comprensión mecanicista basada en orbitales moleculares, así como el estudio de la relación entre la estructura y las propiedades de RTP, ha puesto de relieve los principios de diseño incorporados por el confórmero plano de dicetona. La estrategia RTP rápido permite el desarrollo de fósforo orgánico con emisiones independientes de las condiciones ambientales, ofreciendo así alternativas al fósforo basado en metales preciosos.