La luminiscencia fluorescente presente en una nueva clase de materiales conocidos como "estructuras de aislamiento iónico de moléculas pequeñas" (small-molecule ionic isolation lattices, Smiles) se puede transferir sin problemas a un estado sólido y cristalino, según un nuevo método descubierto por un equipo de investigadores de las universidades de Indiana y Copenhague. El hallazgo constituye un avance con respecto al desarrollo de sólidos fluorescentes, ya que “casi todos los colorantes fluorescentes utilizados en soluciones diluidas se apagan cuando están en forma sólida”, según ha explicado a la Agencia SINC el director del Centro de Nanociencia de la Universidad de Copenhague. “La ventaja de nuestro método -concreta Laursen- es que se basa en un simple aditivo a los tintes comerciales estándar que produce sólidos con la misma fluorescencia y color que el colorante en solución, haciendo el proceso simple y predecible”.
Según Laursen, “cuando los tintes fluorescentes se apagan normalmente en el estado sólido, la energía procedente de la luz se pierde en forma de calor. Para todas las tecnologías mencionadas, como la energía solar, los vidrios fotocromáticos o la visualización en 3D, evitar este tipo de pérdida de calor es clave para su funcionamiento y posterior optimización”.
La clave: soluciones de tinta incolora
A pesar de que en la actualidad existen más de 100.000 tintes fluorescentes disponibles, casi ninguno -informa la Agencia SINC- puede ser utilizado para crear materiales sólidos, ya que actúan de manera impredecible. Estos tintes tienden a apagarse al entrar en estado sólido, disminuyendo la intensidad de su fluorescencia para producir un brillo más tenue.
"El problema de enfriamiento y acoplamiento entre los tintes surge cuando se juntan con el material sólido", según Amar Flood, profesor de química en la Universidad de Indiana y coautor del trabajo: "no pueden evitar tocarse entre sí, como los niños pequeños sentados juntos a la hora del cuento: interfieren entre sí y dejan de comportarse como individuos".
Pues bien, para solventar este problema, los investigadores recurrieron a una solución incolora de macromoléculas en forma de estrella que impide que las otras moléculas fluorescentes interactúen entre sí mientras la mezcla se solidifica. De esta forma, sus propiedades lumínicas quedan intactas.
Hasta la fecha, las investigaciones anteriores siempre habían recurrido a soluciones coloridas. Sin embargo, Laursen y Flood consideran que la clave reside en que la solución sea incolora.
Los autores creen que esta novedosa técnica permitirá a los fabricantes de tintes exprimir todo el potencial de este nuevo material en el futuro. El equipo de investigadores está centrado ahora en conocer a fondo todas sus propiedades.
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Referencia
Plug-and-Play Optical Materials from Fluorescent Dyes and Macrocycles
