Открита е универсална молекула за по-добри OLED дисплеи, сензори и биотехнологии

Екип от учени, ръководен от изследователи от Мичиганския университет е открил универсална молекула за флуоресцентни приложения, която е рекордно ефективна както в твърдо, така и в течно състояние. Тези характеристики разширяват до краен предел приложенията ѝ от дисплеи до сензори и изображения в биологията, като същевременно намаляват производствените разходи.

Повечето изследвания в търсене на нови светлоизлъчващи молекули започват с течната фаза, с която учените работят по-лесно. Прехвърлянето на дадено вещество в твърда фаза често променя свойствата на съединенията толкова драстично, че то става безинтересно за по-нататъшна разработка, което означава загуба на време и пари. И ако загубата на пари все още може да се понесе, то времето е абсолютно незаменим ресурс.

Флуоресцентните молекули, наречени флуорофори са в състояние да поглъщат светлина и да я излъчват на по-ниски енергийни нива (с по-голяма дължина на вълната). Те карат пикселите в OLED дисплеите да светят и помагат на лекарите и учените да разберат какво се случва в клетките и тъканите. В дисплеите и в сензорите те трябва да са твърди, но за биологични приложения обикновено се използват течности. Повечето флуорофори не работят добре и в двете фази на материята, но новооткритият флуорофор го прави.

„Флуоресцентният материал постига рекордна яркост и ефективност: квантовата ефективност в твърдо състояние е 98%, а в разтвор – 94%.“

казва Джинсанг Ким, професор по наука и инженерство в катедрата по материалознание и инженерство в Мичиганския университет, който ръководи проучването

Молекулата, открита от учените е получила името TGlu.

Всъщност тя представлява един бензолен пръстен (шест въглеродни атома, свързани в правилен шестоъгълник), към който симетрично от противоположни страни са свързани две групи електронни донори и акцептори. Благодарение на малкия си размер и близкото разположение на електронните източници и акцептори молекулата придобива онези изненадващи свойства, които ѝ позволяват да бъде приблизително еднакво ефективна в течно и твърдо състояние.

Интересно е, че молекулата TGlu е открита случайно, както често се случва в науката. Тя не е била крайният компонент в изследването, а междинен. В бъдеще е възможно да се надгради нейната структура и да се синтезират нови флуоресцентни вещества. Това под въздействието на възбуждаща видима светлина стабилно излъчва светлина със синя дължина на вълната. Чрез подбор на съединения с други енергийни празнини е възможно да се открият молекули, които светят с червена и зелена светлина.

Учените възнамеряват също така да въведат фосфор в съединението TGlu. Фосфорните атоми традиционно са по-ефективни във флуоресценцията. Универсалността на молекулата обещава да улесни увеличаването на мащаба за търговско производство на такива съединения, което ще позволи откритието да бъде използвано по-бързо за производството на модерни дисплеи, сензори и в биотехнологиите.