Kinesiska forskare har förvandlat koppar -jodklustermolekyler till aggregerade, mycket lysande nanostrukturer för användning i ljusemitterande dioder (lysdioder). Solid-state-sammansättningarna gjorda av komplex av koppar-jodklustret med fosfororganiska föreningar som ligander är lätt att förbereda, billig, och kan avge ljus i många färger, de rapporterar i tidningen Angewandte Chemie . Nanoaggregaten kan användas som självlysande bläck för osynliga målningar och färgbeläggningar för lysdioder.

Luminescens är ljusemission som utlöses av någon form av energi, som kan vara kemisk, elektrisk, eller strålning. Under en lång tid, forskare trodde att aggregering skulle vara skadligt för luminescens. Men i vissa ämnen, aggregering kan vara till nytta, forskare rapporterade för första gången 2001 när de observerade att konformationsförändringar gjorde en svag luminofor till en stark emitter. Sedan dess, forskning om de så kallade aggregeringsinducerade utsläppen (AIE) har vuxit snabbt. En av anledningarna:i verkliga tillämpningar som självlysande beläggningar och bläck, pigmenten antar vanligtvis ett aggregerat tillstånd.

Teamet som leds av Hong-Bin Yao vid University of Science and Technology i Kina i Hefei, Kina, utforskar beredningsvägarna till AIE -föreningar, med målet att förbereda bläck i större skala och utan en stor budget. Ett stabilt kluster av koppar och jod fångade deras uppmärksamhet. I kombination med vanliga fosfinligander, detta kluster var känt för att uppvisa stark luminescens i sitt aggregerade tillstånd, det typiska AIE -fenomenet. Men ett pålitligt sätt att komma till det tillståndet, än mindre applikationer, rapporterades inte.

För att förbereda AIE -sändaren, utgångsföreningen måste vara närvarande som en singel, löslig molekyl, sedan monteras det och förvandlas till något nanopartikulärt och olösligt. Författarna tog itu med problemet genom att använda en emulgerande -demulgerande process. Genom att skaka det icke-emitterande komplexet upplöst i ett organiskt lösningsmedel med ett ytaktivt medel, de lyckades begränsa koppar-jod-hybridklustren i små droppar för att erhålla AIE-aktiva nanoaggregat på ett enkelt men effektivt sätt.

Metoden har en annan fördel:när man byter komplexets ligander, färgerna ändrades. Forskarna ersatte fosforliganden med en uppsättning kväveinnehållande ligander och erhöll ett vackert utbud av självlysande bläck i färger från orange till blått. Med vilka de tydligen tyckte om att måla:Använda sina vattenhaltiga bläck som lyser i orange, gul, och himmelsblått, de förvandlade en svartvit skiss av en undervattensvärld till en atmosfärisk utsökt akvarell som bara syns under UV-ljus.

Inte bara bläck för målningar, men även färgbeläggningar för LED -lampor bereddes. I vanliga fall, vitt LED -ljus är svårt att uppnå. Här, forskarna belagde blå LED -källor med gula självlysande koppar -jodhybrider och såg att LED -utsläppet blev vitt. Dock, vissa justeringar behöver fortfarande göras för att öka effektiviteten, författarna erkände.