Northwestern University forskare har utvecklat en ny låg kostnad, relativt enkel strategi för att designa material som används vid levande cellavbildning, fotodynamisk terapi för cancer och mörkerseende.

För dessa applikationer, forskare använder specialiserade material som absorberar och avger nära infrarött ljus. Jämfört med synligt ljus, nära-infrarött ljus kan tränga igenom material djupare med mindre spridning och orsaka lägre nivåer av fotoskador.

För att utveckla dessa material, forskare använder för närvarande en kemisk syntesprocess som modifierar molekylstrukturen. Den nordvästra metoden behöver bara samkristallisera två olika molekyler-en bekväm och effektiv metod baserad på supramolekylär kemi.

"Vårt arbete förenklar produktionsprocessen och lägger en grund för praktisk tillämpning, "sa Northwestern's Fraser Stoddart, senior författare till studien. "Denna strategi kommer att tilltala forskare som arbetar inom ett brett spektrum av discipliner - från kemi till kristallteknik till materialvetenskap."

Tidningen publicerades i veckan i tidningen Naturkommunikation .

Stoddart är en Nobelprisvinnande kemist och professor i förvaltningsrådet vid Northwestern Weinberg College of Arts and Sciences. Yu Wang, en postdoktor i Stoddarts laboratorium, är tidningens första författare.

Northwesters metod fungerar genom att dra fördel av laddningsöverföringarna mellan två molekyler, där en molekyl (en donator) donerar elektroner till en annan molekyl (en acceptor). De två molekylerna kan bilda två samkristaller med olika donator-acceptor-förhållanden.

"De två samkristallerna antar distinkta solid-state-överbyggnader, kristallmorfologier och optiska egenskaper, där en av dem utgör ett unikt material som uppvisar tvåfotonabsorption och nära-infrarött emission samtidigt, "Wang sa." Detta arbete ger en idealisk plattform för att avslöja ett förhållande mellan överbyggnad och egendom och få en djupare förståelse för supramolekylär materialdesign. "

Studien, "Två foton upphetsade djupröda och nära infraröda utsändande organiska samkristaller, "stöddes av National Science Foundation och Department of Energy.