Solid-state termokemiluminescens av kristaller som avger ljus när de värms upp, inspelad av NYUAD-forskare. Kredit:Dr Stefan Schramm
Resultaten, publiceras i tidskriften Naturkommunikation , visa att denna grundläggande process för omvandling av energi – värme, appliceras på ett material, genererar ljus – kan åstadkommas i rena solida material av millimeter- eller centimeterstorlek.
I allmänhet, kemiluminescensreaktioner är endast kända för att vara möjliga i lösning (en process som, till exempel, tillåter glödstift att avge ljus) där vanligtvis två kemikalier lätt reagerar, vilket resulterar i utsläpp av synligt ljus. Den där, dock, rapporterades inte i fasta ämnen.
För att undersöka om denna process också skulle fungera i rent fast tillstånd, forskare beredde flera organiska peroxider och odlade kristaller i centimeterstorlek - en utmanande uppgift, eftersom dessa föreningar vanligtvis är kända för att vara mycket instabila. När värme applicerades på kristallerna, molekylerna bröts ner och genererade ljus som sträckte sig från rött till blått till grönt, beroende på den kemiska sammansättningen.
"Våra resultat öppnar en outforskad riktning inom kemiluminescensforskning med möjliga tillämpningar inom både materialforskning och biovetenskap, " sa ledande forskare Dr. Stefan Schramm, en postdoktorand i NYU Abu Dhabis Naumov-forskningsgrupp. "Vi ger fundamentalt nya insikter om denna form av energitransduktion, som har potential att användas för att utveckla nya tekniker för solenergiskörd eller för övervakning av initiativtagare inom polymerindustrin."
NYU Abu Dhabi docent i kemi och studiens handledare Dr. Panče Naumov sa:"Denna första observation av direkt omvandling av värme till ljus i ett bulkmaterial, ett arbete som utförts under mer än två år, krävs att en ny, mycket känsligt mikroskop och annan speciell instrumentering. Det visar inte bara de grundläggande principerna för energitransduktion som är centrala för både kemi och fysik, men det lägger också grunden för tillämpningar inom optoelektronik och avkänningsteknik."