Kimyagerler şimdiye kadarki en parlak floresan malzemeleri oluşturdu


Araştırmacılar 6 Ağustos’ta Chem dergisinde, pozitif yüklü floresan boyaları, küçük moleküllü iyonik izolasyon kafesleri (SMILES) adı verilen yeni bir malzeme sınıfına formüle ederek, bir bileşiğin parlak ışıltısının kesintisiz bir şekilde katı, kristal haline aktarılabileceğini bildirdi. İlerleme, var olan ve bilinen en parlak malzemeleri oluşturan floresan katıların geliştirilmesinde uzun süredir devam eden bir engelin üstesinden gelmiş oldu.

Indiana Üniversitesi’nden kimyager ve araştırmanın yönetici yazarı olan Amar Flood, “Bu malzemeler, parlak floresans gerektiren veya güneş enerjisi hasadı, biyo-görüntüleme ve lazerler gibi optik özellikleri tasarlama çağrıları gerektiren herhangi bir teknolojide potansiyel uygulamalara sahiptir” diyor. Çalışmada ikinci yönetici yazar ise Kopenhag Üniversitesi’nden Bo Laursen.

Flood şöyle diyor: “Bunların ötesinde, güneş pillerindeki güneş spektrumunun daha fazlasını yakalamak için ışığı dönüştüren malzemeler, bilgi depolama ve fotokromik cam için kullanılan ışıkla değiştirilebilir malzemeler ve 3-D ekran teknolojisinde kullanılabilen dairesel polarize lüminesans elde edilebilir”.

Şu anda 100.000’den fazla farklı floresan boya mevcut olsa da, bunların neredeyse hiçbiri katı optik malzemeler oluşturmak için tahmin edilebilir yollarla karıştırılamaz ve eşleştirilemez. Boyalar birbirine yakın istiflendiğinde sergilediği davranışlardan dolayı katı bir hale girdiklerinde “söndürme” eğilimi gösterirler, floresanslarının yoğunluğu azaldığı için parlaklıkları daha az olur.

Flood, “Sönümlenme ve boyalar arası eşleşmeden kaynaklanan sorun, boyalar katıların içinde omuz omuza durduğunda ortaya çıkıyor” diyor. “Birbirlerine dokunmadan edemezler. Hikaye zamanında oturan küçük çocuklar gibi, birbirlerine müdahale ederler ve yetişkin bireyler gibi davranmazlar.”

Bu sorunun üstesinden gelmek için, Flood ve meslektaşları renkli bir boyayı renksiz bir siyano-yıldız çözeltisi ile karıştırdılar, yıldız şekilli bir makrohalka molekülü, karışım katılaşırken floresan moleküllerinin etkileşime girmesini önleyerek optik özelliklerini sağlam tuttu. Karışım katılaştıkça,  kristallere dönüştüğü, kuru tozlar şeklinde çöktüğü ve son olarak ince bir filme dönüştüğü veya doğrudan polimerlere katıldığı SMILES yapısı meydana geldi. Siyano-yıldız makrohalkaları kafes benzeri bir dama tahtası oluşturduğundan, araştırmacılar kafese bir boya ekleyebilir ve daha fazla ayarlama yapmadan yapının rengini ve görünümünü almasını sağlayabilir.

Önceki araştırmalar, boyaları makrohalka molekülleri kullanarak ayırmak için bir yaklaşım geliştirmiş olsa da, işi yapmak için renkli makrohalkalara ihtiyaç duyuluyordu. Flood ve meslektaşları, renksiz makro döngülerin önemli rol aldığını keşfettiler. Flood, “Bazı insanlar renksiz makrohalkaların çekici olmadığını düşünüyor, ancak SMILES’in, makrohalkaların renkleri tarafından engellenmemiş bir şekilde, boyaların parlak floresansını tam olarak ifade etmesine izin verdiler” diyor.

Daha sonra, araştırmacılar, bu yeni tekniği kullanılarak oluşturulan floresan malzemelerin özelliklerini araştırmayı planlayarak, çeşitli boya uygulamalarında malzemelerin tam potansiyelini gerçekleştirmek için gelecekte boya üreticileri ile çalışmalarını sağladılar.

Bu malzemeler tamamen yeni, bu yüzden doğuştan gelen hangi özelliklerinin aslında üstün işlevsellik sunacağını bilmiyoruz” diyor Flood. “Malzemelerin sınırlarını da bilmiyoruz. Bu nedenle, yeni maddeler yapmak için sağlam bir tasarım kuralları kümesi sağlayıp nasıl çalıştıklarına dair temel bir anlayış geliştireceğiz. Böylece, bu malzemeleri başkalarının ellerine teslim etmek için kritik bir karar almış oluyoruz – biz bu çabada kalabalık kaynak arayışını sürdürmek ve başkalarıyla çalışmak istiyoruz. “

Kaynak: Chemists create the brightest-ever fluorescent materials| Phys.org


Kategoriler



+ Yorum bulunmuyor

Yorum ekle