Fluorescenza: sviluppato il materiale più luminoso di sempre

Se sei mai stato ad un neon rave, apprezzerai questa novità legata alla fluorescenza. Le pitture per il corpo e queste particolari illuminazioni “risvegliano” la falena dentro di noi e talvolta queste luci ci affascinano come il popolare insetto. In questo caso ci sono buone notizia per te, perché i chimici hanno recentemente formulato delle sostanze con la fluorescenza più brillante mai vista ed i risultati sono abbaglianti. La ricerca, pubblicata sulla rivista Chem, utilizza una nuova classe di materiali, usati per potenziarne le proprietà e creando la fluorescenza più intensa mai misurata. I coloranti fluorescenti esistenti sono sempre stati frenati nella loro luminosità, a causa del fatto che non si mescolano bene quando vengono trasformati in forma solida. I coloranti subiscono un processo chiamato “tempra”, quando entrano in uno stato solido. Con tempra si riferisce ad una riduzione della fluorescenza che tali coloranti mostrano quando vengono “schiacciati” insieme.

Una fluorescenza più viva

Per superare questo effetto “bagliore soffocato”, i ricercatori hanno mescolato un colorante con una soluzione trasparente chiamata cyanostar, una molecola macrociclo a forma di stella che impedisce l’effetto tempra, quando i coloranti vengono trasformati in un solido. Il cyanostar arresta questo effetto negativo, in quanto forma una struttura reticolare che tiene i coloranti separati l’uno dall’altro.

Il dott. Amar Flood, chimico dell’Università dell’Indiana e co-autore senior dello studio, ha dichiarato:

Il problema della tempra e dell’accoppiamento dei coloranti emerge quando questi si trovano spalla a spalla all’interno della forma solida. Non possono fare a meno di influenzarsi l’un l’altro. Come i bambini piccoli seduti al momento della favola, interferiscono tra loro e smettono di comportarsi come individui.

Una molecola del cyanostar che “avvolge” quella del colorante.

I nuovi materiali

Quando la combinazione di cyanostar e colorante diviene un solido, una nuova classe di materiali chiamata, small molecule ionic isolation lattices (reticoli di isolamento ionico di piccole molecole), o SMILES, nasce nella miscela. Ricerche precedenti avevano provato a utilizzare questi macrocicli divisori per tenere separati i coloranti, ma tali macrocicli avevano anche il proprio colore che ne attenuava l’effetto. Il team di Flood si è reso conto che utilizzare macrocicli incolori sarebbe stata la chiave per rivelare il vero potenziale fluorescente del colorante.

Il dott. Flood ha aggiunto:

I macrocicli incolori hanno permesso una completa espressione della fluorescenza dei coloranti, che non è stata ostacolata come nel caso dei macrocicli colorati.

Questi materiali hanno potenziali applicazioni in qualsiasi tecnologia che richieda una fluorescenza brillante o richieda delle specifiche proprietà ottiche, tra cui l’accumulo di energia solare, la bioimaging ed i laser. Questi materiali sono del tutto nuovi, quindi non sappiamo quale delle loro proprietà innate possa effettivamente offrire delle funzionalità superiori. Inoltre non conosciamo i limiti di questi materiali. Quindi dovrà essere sviluppata una comprensione fondamentale sul loro funzionamento, fornendo delle regole base sulla loro progettazione. Date un’occhiata ai nostri altri articoli se il mondo della scienza vi affascina, buona lettura.