Производство соединений PL обычно сосредоточено вокруг двух основных методов: традиционной системы металл-лиганд или системы, основанной на агрегации. Первый метод требует комплексного лиганда или соединения, которое прочно связывается с ионом металла таким образом, чтобы комплекс мог излучать свет определенной длины волны.
К сожалению, эта система жесткая и не может быть изменена после производства комплекса. Напротив, система, основанная на агрегации, управляется слабыми взаимодействиями между различными молекулами или их частями.
Это позволяет настраивать, изменяя цвет излучаемого света в зависимости от взаимодействия соединения PL с окружающей средой. Однако агрегацию обычно трудно контролировать, и поэтому ее невозможно использовать в системах, требующих точности.
Недавние исследования ученых OIST объединяют лучшие части обоих методов для получения молекул PL. «Мы хотели создать более качественные фотолюминесцентные соединения, объединив две предыдущие концепции: гибкость комплексов, управляемых слабой агрегацией, и управляемость традиционной системы металл-лиганд», — пояснил д-р Георгий Филоненко, научный сотрудник отдела координационной химии и катализа. в OIST.Исследователи под руководством профессора Юлии Хуснутдиновой разработали соединения, фотолюминесценция которых зависит от слабых взаимодействий между атомами внутри самой молекулы одного соединения.
В результате они получили возможность настройки системы, основанной на агрегации, ограниченной одной молекулой, без необходимости в межмолекулярной агрегации.Подобно традиционной системе металл-лиганд, молекулы, синтезированные Филоненко, состоят из лиганда и иона меди, которые взаимодействуют с образованием фотолюминесценции. Однако лиганд в синтезированных OIST молекулах не является жестким и имеет структуру из двух циклически связанных атомов, называемых кольцами, уложенных друг на друга, которые могут взаимодействовать точно так же, как в системе агрегации, но внутри одной молекулы. Интересно, что исследователи обнаружили, что они могут регулировать цвет, излучаемый этими молекулами, в зависимости от расстояния между этими кольцами. «Мы обнаружили, что можем изменить цвет, производимый соединением, в зависимости от того, какие другие группы атомов были связаны с лигандом», — поясняет Филоненко. «Группы большего размера заставят кольца двигаться ближе друг к другу, сдвигая цвет в оранжево-желтый диапазон, в то время как заместители меньшего размера заставят кольца раздвигаться, превращая цвет излучения в красный.
Возможность настраивать длину волны света, излучаемого этими молекулами. обеспечивает огромное преимущество перед традиционными комплексами PL металл-лиганд ».Возможность настройки и управляемость этих комплексов делает их привлекательными кандидатами для многих приложений. «Мы видим высокий потенциал использования этих соединений в качестве датчиков из-за их очень высокой чувствительности к окружающей среде», — сказал Филоненко.